Gen-Umwelt-Interaktion kann Knochentumoren auslösen

Prof. Uta Dirksen mit ihrem Kollegen Dr. Konstantin Agelopoulos aus der Medizinischen Klinik A bei der Arbeit im Labor Foto: WWU/DU

Neuherberg, 12.08.2014. Eine bestimmte Variante des Retinoblastom 1-Gens (Rb1) kann, wenn bestimmte Umweltfaktoren wie Strahlenbelastung hinzukommen, ein erhöhtes Risiko für das Osteosarkom, einen Knochentumor, bedeuten. Dieses Zusammenspiel zwischen genetischen und Umweltfaktoren haben Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München gemeinsam mit der TU München enthüllt. Im Fachjournal ‚Molecular Cancer‘ berichten sie, wie sich die Entdeckung für die Medizin nutzen lässt.

Die natürlich vorkommende genetische Rb1-Variante hat eine verringerte Aktivität des eigentlich tumorschützenden Gens zur Folge. Liegt dieser Polymorphismus* im Tiermodell vor und findet eine Strahlenexposition statt, ist das Risiko für einen Knochentumor um bis zu 30 Prozent erhöht, so das Ergebnis der Studie des Teams um Dr. Michael Rosemann, Dr. Ralf Schneider und Prof. Dr. Michael Atkinson.

Rb1-Polymorphismus auch beim Menschen für Osteosarkome verantwortlich?

Ein ähnlicher Rb1-Polymorphismus ist auch beim Menschen bekannt. Osteosarkome treten vor allem im Kindes- und Jugendalter auf, häufig als Zweittumor nach Behandlung einer kindlichen Krebserkrankung. Die Vermutung liegt nahe, dass es auch hier durch die Krebstherapie, wie Bestrahlung oder Chemotherapeutika, zum sogenannten „genotoxischen“ Stress kommt, der bei entsprechender genetischer Veranlagung die Entstehung solcher bösartiger Knochentumoren begünstigt. An einer umfangreichen Sammlung von Gewebeproben soll nun überprüft werden, ob die Genvariante auch am Entstehungsmechanismus von Osteosarkomen beim Menschen beteiligt ist. Die Klinische Kooperationsgruppe (KKG) Osteosarkom ist an den Arbeiten beteiligt.

Risikopatienten identifizieren – Behandlung individualisieren

„Trifft der von uns entdeckte Zusammenhang zwischen genetischer Disposition, Strahlenbelastung und Krebsentstehung auch auf den Menschen zu, könnte die genetische Risikovariante uns helfen, zu unterscheiden, welche Patienten ein besonders hohes Risiko haben, ein Osteosarkom, z.B. als Zweittumor, zu entwickeln“, sagt Erstautor Rosemann. „Sind die Risikopatienten bekannt, kann die Therapie entsprechend darauf zugeschnitten, also beispielsweise die Strahlendosis reduziert werden und in der Nachsorge ein erhöhtes Augenmerk auf Frühsymptome gelegt werden.“

Im Rahmen Klinischer Kooperationsgruppen verfolgt das Helmholtz Zentrum München einen interdisziplinären Forschungsansatz, um translationale Forschung zu fördern, also Grundlagenwissenschaft für den Menschen direkt nutzbar zu machen. Der Wissenstransfer zwischen Labor und Krankenbett wird durch die enge Zusammenarbeit der Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München mit Klinikern der Münchner Universitäten sowie des Städtisches Klinikums München realisiert.

Weitere Informationen

*In früheren Ergebnissen konnten die Wissenschaftler bereits nachweisen, dass der Polymorphismus zu einem beschleunigten Verlust der Telomere in knochenbildenden Zellen (Osteoblasten) führt. Telomere bilden Endstücke an den Chromosomen und schützen diese bei der Zellteilung vor Schädigungen. Sind die Telomere verkürzt oder fehlen, kommt es zu fehlerhaften Chromosomen sowie zu vorzeitiger Zellalterung und Zelltod.

Gonzalez-Vasconcellos, I. et al (2013). Rb1 Haploinsufficiency Promotes Telomere Attrition and Radiation-Induced Genomic Instability, Cancer Research, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-3117, Link: http://cancerres.aacrjournals.org/content/73/14/4247.abstract

Original-Publikation:
Rosemann, M. et al. (2014), A Rb1 promoter variant with reduced activity contributes to osteosarcoma susceptibility in irradiated mice, Molecular Cancer, doi: 10.1186/1476-4598-13-182 Link zur Fachpublikation: http://www.molecular-cancer.com/content/13/1/182/abstract

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.200 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz- Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch- biologische Forschungszentren mit rund 34.000 Beschäftigten angehören. http://www.helmholtz-muenchen.de

Im Zentrum der Forschung am Institut für Strahlenbiologie (ISB) stehen die Analyse der Wirkungen von Strahlenexposition im Niedrigdosisbereich und Untersuchungen zur Steigerung der Effektivität und Spezifität der Strahlentherapie von Tumoren. Die Forschungsgruppen untersuchen strahlenbiologische Effekte im Gewebe auch vor dem Hintergrund genetischer Prädisposition und individueller Faktoren, um den medizinischen Einsatz von Strahlung zu optimieren. Das ISB gehört dem Department of Radiation Sciences (DRS) an.http://www.helmholtz-muenchen.de/isb

Die KKG Osteosarkom erforscht die Grundlagen des häufigsten malignen Knochentumors im Kindes- und Jugendalter. Ziel ist die Identifikation genetischer Veränderungen, die als prognostische Marker oder therapeutische Zielstrukturen verwendet werden können, um neue Therapiestrategien für Patienten mit schlechter Prognose zu entwickeln. http://www.helmholtz-muenchen.de/forschung/forschungseinrichtungen/klinische-kooperationsgruppen/osteosarkom/forschung/index.html

Weitere KKGs am Helmholtz Zentrum München
http://www.helmholtz-muenchen.de/forschung/forschungseinrichtungen/kkgs/index.html

Pressemitteilung Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Susanne Eichacker


Krebszeitung

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