31.08.2008 · Amerikanische Wissenschaftler haben die Struktur jenes Enzyms vollständig entschlüsselt, das die Alterung von Zellen verhindert und damit Tumorwachstum ermöglicht. Die Entschlüsselung gilt als wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer effektiven Krebstherapie.
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Eingefärbte Telomere von Chromosomen
Körperzellen teilen sich nicht endlos. Tun sie es doch, so handelt es sich um Tumorzellen, deren abnormes Wachstum gerade dadurch zustande kommt, dass der mit wiederholten Teilungen verbundene Verschleißprozess außer Kraft gesetzt ist: Krebszellen altern nicht, sondern können sich endlos teilen.
Dieses maligne Wachstum wird durch das Enzym Telomerase ausgelöst, das dafür sorgt, dass die mit jeder Teilung weniger werdenden kurzen DNA-Sequenzen - die sogenannten Telomere - an den Chromosomenenden wieder hergestellt werden. Das Erneuern der Telomere verhindert, dass im Gefolge der Teilungen genetische Instabilität und damit letztlich der Zelltod eintritt.
Telomerase ist etwa in embryonalen Stammzellen aktiv, wo es um die Ermöglichung häufiger Zellteilungen geht. In erwachsenen Zellen ist sie dagegen abgeschaltet. Wird das Enzym wieder angeschaltet, sorgt es für ungebremstes Tumorwachstum. Gelingt es, das Enzym auszuschalten, hat man eine effektive Therapie für ungefähr neunzig Prozent aller Tumore gefunden, bei der überdies mit nur wenigen Nebenwirkungen zu rechnen ist. Durch das kontrollierte Anschalten des Enzyms wäre es andererseits möglich, Alterungsprozesse kontrolliert anzuhalten oder zu bremsen.
Wissenschaftler des Wistar Instituts, Philadelphia, haben nun ein Problem gelöst, an dem die internationale Wissenschaftlergemeinschaft seit mehr als fünfzehn Jahren arbeitete. Sie haben die Struktur des komplexen und auch noch wandlungsfähigen Enzyms entziffert.
Der erste Schritt auf diesem Weg bestand in der Suche nach einem Organismus, in dem das Enzym in den für die Analyse erforderlichen Quantitäten produziert wird. Fündig wurde man beim Roten Mehlkäfer, der über ein Gen verfügt, das eine stabile Form der Telomerase produziert. Dann kam Röntgenkristallographie zum Einsatz, um die dreidimensionale Struktur der aktiven Domänen des Enzyms herauszufinden.
Ein überraschendes Ergebnis bestand in der Einsicht, dass das Molekül ringförmig - wie ein Doughnut - aufgebaut ist. Die entschlüsselte Struktur erlaubte es den Forschern, ein Modell der Funktion des Enzyms zu entwerfen. Auf dem Weg zur Entwicklung von Verfahren zur Blockierung von Telomerase dürfte das ein bedeutender Schritt sein.
