Krebs durch Mutationen

Zellteilung ist streng reguliert: Signale von außen treiben sie an, Kontrollpunkte im Inneren bremsen sie. Krebs entsteht, wenn mehrere dieser Kontrollen in einer Zelllinie durch Mutationen versagen.

• Kontrollpunkte:Am Ende von G1, in G2 und in der Mitose prüft die Zelle z. B. DNA-Schäden und vollständige Replikation, bevor der Zyklus weiterläuft.
• Wachstumsfaktoren:Signalproteine binden an Rezeptoren der Zellmembran; eine Signalkette im Zellinneren, u. a. mit dem Protein RAS, startet die Teilung.
• p53 und Apoptose:Das Protein p53 stoppt bei DNA-Schäden als Transkriptionsfaktor den Zellzyklus zur Reparatur; bei schweren Schäden löst es die Apoptose aus, den programmierten Zelltod.
• Krebs:unkontrollierte Teilung und unbegrenztes Wachstum von Zellen; bösartige Tumoren dringen in Gewebe ein und bilden Tochtergeschwülste (Metastasen).
• Proto-Onkogen → Onkogen:Proto-Onkogene fördern normal die Teilung (Gaspedal). Eine Mutation macht daraus ein Onkogen, dessen Protein dauerhaft aktiv ist, z. B. RAS; ein mutiertes Allel genügt (dominant).
• Tumorsuppressorgene:bremsen die Teilung oder lösen Apoptose aus, z. B. p53 und RB (Bremse am G1-Kontrollpunkt). Die Bremse fällt erst aus, wenn beide Allele defekt sind (rezessiv).

Schalte Mutationen im Zellklon ein und starte mit ▶ die Simulation (60 Tage); +1 Tag geht schrittweise. Probiere einzelne Treffer und Kombinationen — auch nacheinander während der Simulation.

Halte fest: Ein einzelner Treffer bringt das Gewebe kaum aus dem Gleichgewicht, ein defektes RB-Allel allein gar nicht. Erst wenn Gaspedal, Bremse und Apoptose zusammen versagen, wächst der Klon unkontrolliert — Krebs ist ein Mehrschritt-Prozess.

Aus Mutationsdaten von Tumoren lässt sich ablesen, welche Gene beteiligt sind — und daraus werden gezielte Therapien entwickelt.

• Mehrschritt-Entstehung:Ein Tumor braucht meist mehrere Mutationen in derselben Zelllinie; deshalb steigt das Krebsrisiko mit dem Alter stark an.
• Two-hit-Hypothese (KNUDSON 1971):Beim erblichen Retinoblastom (Netzhauttumor) ist ein RB-Allel schon in allen Zellen defekt, ein zweiter Treffer genügt. Beim sporadischen müssen beide Treffer in derselben Zelle neu entstehen.
• Epigenetische Modifikation:Eine Hypermethylierung des Promotors kann ein intaktes Tumorsuppressorgen stummschalten — sie wirkt wie ein Treffer, ohne die Basenfolge zu ändern.
• Personalisierte Krebsmedizin:Das Erbgut des Tumors wird untersucht; die Therapie richtet sich nach der gefundenen Veränderung statt nur nach dem Organ.
• Trastuzumab:Antikörper gegen den Wachstumsfaktor-Rezeptor HER2; wirkt nur bei Tumoren, deren Zellen durch viele Genkopien (Genamplifikation) sehr viel HER2 tragen (HER2-positiv).
• Imatinib:hemmt bei chronischer myeloischer Leukämie das dauerhaft aktive Fusionsprotein BCR-ABL, das durch einen Stückaustausch zwischen Chromosom 9 und 22 entsteht.