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Die Selbstmordmission der Zelle: Warum entgehen manche Zellen dem Tod und vermehren sich weiter?
In unserem Körper arbeiten Millionen von Zellen zusammen, um uns am Leben zu erhalten. Allerdings entziehen sich manche Zellen geschickt dem programmierten Zelltod, was ihnen eine normale Vermehrung ermöglicht und unter Umständen sogar zur Entstehung von Krebs führen kann. Die Grundursache dieses Phänomens kann auf die lehrreichen Gene – die Onkogene – zurückgeführt werden.
Onkogene sind Gene, die möglicherweise Krebs verursachen und in Tumorzellen normalerweise mutiert oder in hohen Konzentrationen exprimiert sind.
Normale Zellen durchlaufen typischerweise schnell einen Prozess namens programmierter Zelltod (Apoptose), wenn ihre kritischen Funktionen verändert werden und es zu Fehlfunktionen kommt. Aktivierte Onkogene können jedoch dazu führen, dass Zellen, die andernfalls absterben würden, überleben und sich weiter vermehren. Dieser Zustand führt dazu, dass die Zellen den Anweisungen des Körpers nicht mehr gehorchen und stattdessen endloses Wachstum anstreben. Onkogene entstehen aus normalen Genen – Proto-Onkogenen, die normalerweise am Zellwachstum und der Zellvermehrung beteiligt sind.
In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler nach und nach viele Onkogene identifiziert und herausgefunden, wie diese Gene durch Mutation und Überexpression das Schicksal von Zellen verändern. Der Prozess, durch den ein Proto-Onkogen aktiviert wird und zu einem Onkogen wird, umfasst normalerweise mehrere subtile genetische Veränderungen oder Mutationen.
Einige dieser Gene ermöglichen es Zellen, durch verschiedene Mechanismen wie Genmutation, Chromosomenumlagerung oder Genduplikation eine unangemessene Vermehrungsfähigkeit zu erlangen.
Onkogene können aus mehreren Perspektiven klassifiziert werden. Eine Genmutation ist einer der Hauptwege zur Aktivierung von Onkogenen und führt im Allgemeinen zu einer verbesserten Funktion des codierten Proteins. Auch verschiedene epigenetische Veränderungen können zu einer unangemessenen Aktivierung dieser Gene führen. Die zunehmende Umweltverschmutzung in Städten, Rauchen und andere Karzinogene können eine der Ursachen für die unbeabsichtigte Aktivierung von Onkogenen sein.
Beispielsweise ist das auf dem Philadelphia-Chromosom lokalisierte Bcr-Abl-Gen eines der Hauptonkogene der chronisch myeloischen Leukämie. Es verbindet einen Teil der DNA-Fragmente durch chromosomale Translokation, was zu einer unkontrollierten Zellvermehrung führt. Ein solcher Mechanismus lässt darauf schließen, dass das molekulare Kommunikationssystem innerhalb der Zelle erheblich beeinträchtigt wird.
Die moderne Krebsbehandlung orientiert sich zunehmend an unserem Verständnis dieser genetischen Mechanismen, beispielsweise durch den Einsatz kleiner Molekülinhibitoren, um gezielt die von Onkogenen kodierten Proteine anzugreifen.
Durch die eingehende Untersuchung verschiedener Onkogene haben Forscher herausgefunden, dass einige Onkogene klinisch zu Prognosemarkern werden können, was bedeutet, dass sie Ärzten helfen können, die Entwicklung der Krankheiten von Patienten vorherzusagen. So konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass die N-myc-Amplifikation ein unabhängiger Prädiktor für eine schlechte Prognose bei Neuroblastomen im Kindesalter ist.
Obwohl die Wissenschaftsgemeinschaft bedeutende Durchbrüche beim Verständnis von Onkogenen erzielt hat, gibt es immer noch viele unbekannte Bereiche, die darauf warten, erforscht zu werden. Insbesondere sollten wir fragen, warum manche Zellen dem Tod entgehen, während andere den gesunden Selbstmordanweisungen folgen?
