Eine Krebszelle bei der Teilung
29. April 2009 Im Kampf gegen Krebs setzen viele Forscher große Hoffnungen in eine individualisierte Therapie, die sich nach der enormen genetischen Vielfalt der Tumorzellen richtet. Je nach Genausstattung sollen bestimmte Wirkstoffe angewendet werden. Immer wieder muss man freilich ernüchtert feststellen, dass Gruppen scheinbar einheitlicher Tumorzellen höchst unterschiedlich auf die Behandlung ansprechen.
Forscher der Harvard Medical School in Boston glauben jetzt, die Erklärung für dieses Phänomen gefunden zu haben. Ihren Ergebnissen zufolge verfügen Zellen gewissermaßen über Persönlichkeitsmerkmale, die nicht genetisch bedingt sind, sondern auf zufallsbedingten Unterschieden im Proteingehalt beruhen. Diese Eigenschaften bestehen nach der Teilung der Zelle in deren Nachkommen eine Zeitlang fort. Es handelt sich somit um eine - wenn auch befristete - Vererbung ohne Gene.
Verhinderte Apoptose
Normalerweise fallen Zellen, die nicht richtig funktionieren, einer Schutzstrategie des Organismus zum Opfer. Sie werden in den Suizid getrieben, in den als Apoptose bezeichneten programmierten Tod. Tumorzellen indessen können diesem Schicksal entgehen. Ein verheißungsvoller Ansatz in der Krebsmedizin besteht deshalb darin, auch diese Zellen gezielt in den Suizid zu treiben.
Hierzu bietet sich ein Protein mit der Kurzbezeichnung Trail an, ein natürlicherweise im Körper gebildeter Tumornekrosefaktor, der zur gezielten Bekämpfung von Tumoren maßgeschneidert wird. Wiederum zeigte es sich aber, dass auch genetisch identische Krebszellen unterschiedlich auf diesen molekularen Todesboten reagieren.
Proteine als Trigger
Die Harvard-Forschergruppe um den Systembiologen Peter Sorger hat nun an Zellklonen beobachtet, dass die Reaktion auf Trail von der Menge bestimmter Proteine in der Zelle abhängt. Diese Proteine sorgen dafür, dass die Aufforderung zum Suizid von der Zelloberfläche, wo Trail andockt, ins Innere weitergeleitet und dort umgesetzt wird. Ein Glied dieser Signalkette besteht in der Spaltung eines Proteins namens Bid.
Als Torso bewirkt Bid, dass innerzelluläre Membranen löcherig werden und Enzyme durchtreten lassen, die den Tod der Zelle besiegeln. Wie Sorger und seine Mitarbeiter in der Zeitschrift "Nature" (doi: 10.1038/nature08012) berichten, hängt die Reaktion auf Trail in erster Linie davon ab, wie schnell Bid gespalten wird.
Die Bedeutung des Zufalls
Den Forschern zufolge liegt es einzig und allein an zufälligen Schwankungen im Gehalt bestimmter Proteine, ob eine Zelle die Aufforderung zum Suizid ignorieren kann. Die Bedeutung des Zufalls bei der Proteinsynthese beginne man überhaupt erst allmählich zu würdigen, sagt Sorger. Die Resistenz gegenüber Trail wurde bei der Zellteilung zunächst weitergegeben.
Im Gegensatz zu einem genetisch verankerten Merkmal verflüchtigte sie sich aber nach etwa zwei Generationen der untersuchten, unbegrenzt teilungsfähigen Zellen. Das lässt sich auf die Neusynthese von Proteinen zurückführen.
Die neuen Ergebnisse liefern nach Überzeugung der amerikanischen Forscher eine schlüssige Erklärung dafür, warum Apoptose fördernde Substanzen nicht alle Zellen eines Tumors absterben lassen. Bislang habe man das Phänomen auf Unterschiede im Genotyp und im Zellzyklus zurückgeführt oder auf das Vorkommen von Krebs-Stammzellen. Nun rücke eine andere Ursache in den Vordergrund - der Zufall.
Text: F.A.Z.
Bildmaterial: picture-alliance / dpa/dpaweb
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