Forscher erstellen Atlas des Leidens

Forscher erstellen Atlas des Leidens

20.12.2009, 10:56 Uhr | Von Cinthia Briseno, Spiegel Online

Wissenschaftler nutzen Verfahren zur Entschlüsselung von Genomen zur Bekämpfung von Krebs (Foto: dpa)Ein Forscherteam hat erstmals das komplette Genom von Lungenkrebs- und Hautkrebszellen entschlüsselt. Viele Faktoren können das menschliche Erbgut verändern, jede 15. Zigarette kann eine Mutation verursachen. Mit Hilfe der Daten entsteht ein genetischer Atlas sämtlicher Krebsarten.

Tumorzellen entstehen aus ganz gewöhnlichen Zellen, aber sie unterscheiden sich in einem Aspekt wesentlich von normalen Zellen: Sie teilen sich völlig unkontrolliert.

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Komplexer Krebs

Warum das so ist, versuchen Forscher schon seit einigen Jahrzehnten herauszufinden. Doch je mehr die Wissenschaft an Erkenntnissen dazu gewinnt, desto ernüchternder ist das Ergebnis: "Krebs ist komplexer, als wir je geahnt haben", resümierte Bert Vogelstein, einer der führenden Tumorforscher der USA vergangenes Jahr in einem "Zeit Wissen"-Interview.

Neue Methoden

Im Zeitalter der Genom-Ära versuchen Wissenschaftler nun der Entstehung von Krebs mit neuen Methoden auf die Spur zu kommen. Während Forscher bisher mühsam nach einzelnen Gendefekten in verschiedenen Krebsgeschwüren fahndeten, setzen sie heute auf Verfahren zur Entschlüsselung von Genomen. Ihre Vision: eine Art genetischen Atlas sämtlicher Krebsarten zu erstellen.

Wesentlicher Teil des Atlas erstellt

Einem Forscherkonsortium ist es jetzt erstmals gelungen, einen wesentlichen Teil dieses Atlas' darzustellen. Dazu haben sie das komplette Genom von zwei Krebsarten entschlüsselt: Hautkrebs und das kleinzellige Bronchialkarzinom, eine Art von Lungenkrebs. "Das sind die wichtigsten Krebsarten der westlichen Welt, bei denen die Hauptverursacher bekannt sind", sagt Mike Stratton vom Wellcome Trust Sanger Institute im britischen Hinxton. Weltweit sterben jedes Jahr etwa 250.000 Menschen an diesen Krebsarten.

Jede Genveränderung kartieren

Diesen Teil des Krebs-Atlas stellen die Forscher im Fachmagazins "Nature" vor. Die Studie ist damit das erste Ergebnis, das vom Cancer-Genome-Atlas-Konsortium präsentiert wird. Dessen Ziel ist es, jede einzelne Genveränderung zu kartieren, die Krebs auslöst. Insgesamt rund 23.000 Mutationen stecken nach Angaben der Forscher in den Zellen eines Lungentumors. Bei Hautkrebszellen seien es sogar mehr als 33.000 Mutationen, berichtet das Team um Stratton.

Mutationen sind verteilt

Peter Campbell, einer der Co-Autoren der Studie, findet dieses Ergebnis sehr bemerkenswert. Die Mutationen seien quer über das gesamte Genom verteilt, und viele davon würden auch DNA-Abschnitte betreffen, die außerhalb der codierenden Sequenzen liegen, also von der Zelle nicht in Proteine übersetzt werden.

Mutierte Onkogene

In den siebziger Jahren gingen Forscher noch davon aus, dass nur einige wenige Gene Krebs auslösen können, wenn sie mutiert sind. Die Idee der sogenannten Onkogene und ein neues Modell der Krebsentstehung waren geboren. Ein Onkogen übernimmt in einer Zelle für gewöhnlich Aufgaben bei der Steuerung des Zellwachstums. Ist das Onkogen jedoch mutiert, verändert es sich derart, dass dessen Schattenseite zutage tritt: Die Wachstumssteuerung gerät außer Kontrolle, und die Zelle teilt sich ununterbrochen - irgendwann fängt das Gewebe an, unentwegt zu wuchern.

Tickende Zeitbomben

Weil aber in allen menschlichen Zellen Onkogene vorkommen und es nur eine Frage der Zeit ist, bis diese mutieren können, sprechen manche Wissenschaftler von tickenden Zeitbomben im menschlichen Körper. Warum ein Onkogen mutiert, kann allerdings unterschiedliche Ursachen haben. Zum einen können Fehler bei der Zellteilung zu Veränderungen in der DNA führen, zum anderen können äußere Faktoren dazu beitragen, dass Mutationen in der DNA entstehen.

Tabakrauch bei Lungenkrebs

Bei Lungen- und Hautkrebs zählen insbesondere Tabakrauch beziehungsweise UV-Strahlung zu den primären Auslösern von Tumoren. In ihren Experimenten untersuchten die Forscher die Gene der bösartigen Krebszellen und verglichen sie mit den gesunden Zellen desselben Patienten. Dabei stießen sie größtenteils auf Veränderungen in der DNA, die vor allem auf UV-Strahlung und Tabakrauch zurückgeführt werden können.

Zigaretten wie russisches Roulette

Das bringt die Forscher zu dem Schluss, dass man beide Krebsarten weitestgehend vermeiden kann. Das Team schätzt, dass jede 15. Zigarette eine Mutation im gesamten Erbgut verursacht. Doch nicht jede birgt sofort das Risiko der Krebsentstehung. Die meisten Mutationen würden unwichtige DNA-Abschnitte betreffen, sagt Campbell. Dennoch zieht er ein eindeutiges Fazit: "Jede Packung Zigaretten ist wie Russisches Roulette", sagt er.

Was gibt den Anstoß?

Die Theorie, dass sämtliche Krebsarten des Menschen letzten Endes auf Mutationen in bestimmten Genen zurückzuführen sind, dominiert seither die Forschung. Die Aufgabe des Konsortiums besteht jetzt allerdings darin, unter den vielen Tausenden von Mutationen genau diejenigen zu finden, die den Anstoß dazu geben, dass die Zellen sich in unkontrollierbar wachsende Tumorzellen verwandeln.

Deutsche Forscher beteiligt

Von Januar an werden sich auch deutsche Forscher an dem Krebsgenom-Projekt beteiligen. Unter der Leitung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg wollen die Forscher den genetischen Ursachen kindlicher Hirntumore auf die Spur kommen. 15 Millionen Euro fließen dafür von Seiten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutschen Krebshilfe in das Vorhaben.

Von Cinthia Briseno, Spiegel Online