Reparatur oder Totalschaden?

Das Deutsche Krebsforschungszentrum - dkfz - in Heidelberg
Dr. Thomas Hofmann bei der Arbeit im Labor - Quelle: dkfz
Dr. Thomas Hofmann bei der Arbeit im Labor – Quelle: dkfz

Die DNA, Trägerin der Erbinformation in unseren Zellen, ist permanent Angriffen ausgesetzt: durch Umwelteinflüsse wie ultraviolette, Röntgen- oder Gammastrahlung oder durch aggressive Sauerstoffradikale, die bei Stoffwechselvorgängen im Körper selbst entstehen. In der Folge kommt es häufig zu Schäden des Erbguts, die Alterungsprozesse in Gang setzen oder Krebserkrankungen auslösen können. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums untersuchen nun die molekularen Mechanismen, die diesen Abläufen zu Grunde liegen. Die Landesstiftung Baden-Württemberg unterstützt das Forschungsvorhaben in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 750.000 Euro.

Wie DNA-Defekte bei der Krebstherapie helfen können

Um zu verhindern, dass DNA-Schäden zu Mutationen, also zu bleibenden Veränderungen der Erbinformation führen, verfügt der Körper über eine Vielzahl an Reparatursystemen. Diese helfen, Schäden zu erkennen und zu beheben. Je nachdem, wie groß der Schaden ausfällt, löst er unterschiedliche Programme aus: Die Zellen werden zunächst „kalt gestellt“, also an der Zellteilung und somit an der Vervielfältigung der fehlerhaften DNA gehindert. Geringere Defekte werden repariert, bei Zellen mit irreparablen Schäden startet der programmierte Zelltod, die Apoptose, oder das Zellalterungsprogramm, die Seneszenz. Die Zellen sterben ab oder verlieren dauerhaft ihre Fähigkeit, sich zu teilen.

Diesen Reaktionen des Organismus auf Schäden an der DNA liegt ein komplexes Netzwerk von Signalketten zugrunde. Ist es in seiner Funktion gestört, können Krebserkrankungen oder verfrühte Vergreisung (Progerie) die Folge sein. Ziel des Forschungsprojekts von Dr. Thomas Hofmann vom Deutschen Krebsforschungszentrum ist es, die molekularen Ereignisse aufzuklären, die den Zelltod oder die Zellalterung nach Schädigung des Erbguts auslösen.

„Eine zentrale Rolle spielt dabei das Enzym HIPK2“, erklärt Hofmann. In gesunden Zellen ist das Enzym stumm geschaltet, bei irreparablen DNA-Schäden jedoch wird es aktiv und schickt die Zellen in den Tod. Diese Abläufe macht sich auch die Krebstherapie zunutze: Die Strahlen- oder Chemotherapie zielt darauf, die DNA von Tumorzellen so zu schädigen, dass schließlich das natürliche Zelltodprogramm eingeleitet wird und die Tumorzellen absterben. „Im nächsten Schritt wollen wir herausfinden, welche Mechanismen genau HIPK2 auf den Plan rufen“, erläutert Hofmann weiter. „Dies könnte neue Ansatzpunkte für die Krebstherapie liefern, indem Tumorzellen durch die gezielte Aktivierung des Enzyms in den Selbstmord getrieben werden können.“

Die Landesstiftung Baden-Württemberg hat bereits frühere Projekte des Wissenschaftlers gefördert und stellt in den kommenden drei Jahren insgesamt 750.000 Euro für die Erforschung der „Rolle der DNA-Schadensantwort bei Alterung und Krebs“ zur Verfügung.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland und Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren. Über 2.000 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, davon 850 Wissenschaftler, erforschen die Mechanismen der Krebsentstehung und arbeiten an der Erfassung von Krebsrisikofaktoren. Sie liefern die Grundlagen für die Entwicklung neuer Ansätze in der Vorbeugung, Diagnose und Therapie von Krebserkrankungen. Daneben klären die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des Krebsinformationsdienstes (KID) Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Das Zentrum wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert.

Pressemitteilung vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ)


Krebszeitung

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  • Aufbau eines Nukleosoms: Die DNA (grau) umschlingt die Histone (lila). Bild: Sponk, Wikimedia Commons
    dkfz

    Aufbau eines Nukleosoms: Die DNA (grau) umschlingt die Histone (lila). Bild: Sponk, Wikimedia CommonsIm Zellkern ist die DNA auf die so genannten Histonproteine aufgewickelt und bildet so in regelmäßigen Abständen kugelige Einheiten, die Nukleosomen. Dadurch sind große Teile des Erbguts unzugänglich, denn Gene in diesen Bereichen können nicht abgelesen werden. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum simulierten nun in hoher zeitlicher Auflösung, wie sich kurze DNA-Abschnitte wiederholt spontan aus dem Nukleosom lösen. Die Forscher zeigen erstmals, dass die spulenartigen Histonproteine eine aktive Rolle dabei spielen, den Zugang zur Erbinformation zu ermöglichen.

    Histone sind entwicklungsgeschichtlich gesehen uralte Proteine, die sich bei Mensch, Maus oder Fadenwurm kaum voneinander unterscheiden. Sie dienen im Zellkern als Spulen, auf die der meterlange DNA-Faden gewickelt wird. Bis vor wenigen Jahren hielt man sie für reines Verpackungsmaterial der DNA. Inzwischen ist aber bekannt, dass sie darüber hinaus entscheiden, welche Gene abgelesen werden und welche nicht und damit in die Steuerung vieler Zellfunktionen eingreifen.

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  • Krebssymbol - pixabay
    Therapie

    Berlin, 5. Februar 2013 – Unter dem Motto „Medizinische Onkologie: Neue Medikamente – Hoffnungsträger mit Risiken” lädt die DGHO Deutsche Gesellschaft für Hämatologie und Medizinische Onkologie e.V. zur diesjährigen Frühjahrstagung nach Berlin ein. Vom 7. bis 8. März werden namhafte nationale und internationale Experten zum gesundheitspolitischen Dialog erwartet. Erstmals wird die Tagung gemeinsam mit der Gesellschaft für Pädiatrische Onkologie und Hämatologie e.V. (GPOH) ausgerichtet. Der Kongress findet im dbb forum berlin statt und ist mit insgesamt 7 Punkten zertifiziert.

    Schwerpunkt der DGHO-Frühjahrstagung ist in diesem Jahr die medikamentöse Tumortherapie. Onkologischer Fortschritt vollzieht sich in kleinen Entwicklungsschritten und wirft neue Fragen auf, etwa wie der Nutzen einer Therapie frühzeitig bewertet werden kann, welche Endpunkte je nach Krankheitsstadium tatsächlich Aussagen über den Nutzen einer Therapie ermöglichen oder wie die Versorgung mit wirksamen Zytostatika besser sichergestellt werden kann.

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