Eine neue israelische Studie liefert eine mögliche Erklärung dafür, warum manche Krebsarten mit der Zeit aggressiver werden und weist auf eine Schwachstelle hin, die eines Tages für die Behandlung genutzt werden könnte.
Forscher erklärten gegenüber der Nachrichtenagentur TPS-IL, dass derselbe genetische Mechanismus, der Tumoren ein extrem schnelles Wachstum ermöglicht, auch ihre DNA schädigen kann. Diese Instabilität begünstigt zwar das schnelle Fortschreiten der Krebserkrankung, könnte aber auch neue Ansatzpunkte für zukünftige Behandlungsmethoden bieten.
„Wir haben einen Mechanismus identifiziert, durch den Krebszellen ihre eigene DNA schädigen. Und wir haben zum ersten Mal Brüche in der DNA von Krebszellen erfasst. Wir konnten zeigen, dass diese Brüche in Genen auftreten, ohne die die Krebszellen nicht überleben können“, erklärte Professor Rami Aqeilan von der Hebräischen Universität Jerusalem. Aqeilan war der Leiter der Forschungsgruppe.
„Mit fortschreitendem Tumorwachstum entstehen mehr Brüche, die die Zelle zwar effizient, aber nicht perfekt überwinden kann. Und genau hier liegt hoffentlich unsere Chance, sie zu überlisten“, erklärte er. „Das ist sowohl eine Stärke als auch eine Schwäche der Zelle. Wenn es uns also gelingt, mehr Brüche zu aktivieren und dann die Reparatur zu verzögern, können wir die Krebszelle vielleicht dazu bringen, sich selbst zu zerstören.“
Im Mittelpunkt der Studie, die in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, stehen Strukturen, die als Super-Enhancer bekannt sind. Dabei handelt es sich um leistungsstarke genetische Kontrollregionen, die wie Turbolader wirken und bestimmte Gene dazu zwingen, auf extrem hohem Niveau zu arbeiten. In gesunden Zellen ist eine derart intensive Aktivität selten und streng reguliert. In Krebszellen werden Super-Enhancer jedoch häufig gekapert, um wachstumsfördernde Gene ständig in Betrieb zu halten.
Die Forscher fanden heraus, dass diese unermüdliche Aktivität ihren Preis hat. Indem sie Gene zu Überstunden zwingen, belasten Krebszellen ihre DNA physisch. Mithilfe fortschrittlicher Genomkartierungstechniken stellten die Forscher fest, dass einige der schwerwiegendsten Formen von DNA-Schäden, sogenannte Doppelstrangbrüche, wiederholt genau in den Bereichen auftreten, die von Super-Enhancern kontrolliert werden. Diese Brüche gehören zu den gefährlichsten Arten von genetischen Schäden, die eine Zelle erleiden kann.
Zwar sind Krebszellen oft in der Lage, diese Schäden zu reparieren, doch verläuft dieser Prozess nicht immer präzise. Im Laufe der Zeit können wiederholte Zyklen von DNA-Brüchen und -Reparaturen zu Fehlern führen, die neue Mutationen zur Folge haben. Dies erklärt, wie Tumore genetische Veränderungen ansammeln, sich an feindliche Bedingungen wie Chemotherapie anpassen und aggressiver werden.
Durch die Entwicklung von Medikamenten, die die Super-Enhancer-Aktivität stören, könnten Wissenschaftler gezielt Krebszellen schwächen, ohne normale Zellen zu beeinträchtigen, da gesunde Zellen nicht auf diese extremen genetischen Prozesse angewiesen sind. Es könnten auch Therapien entwickelt werden, die DNA-Brüche verstärken oder Reparaturmechanismen hemmen, wodurch Krebszellen über ihre Reparaturkapazität hinaus belastet werden und absterben – im Wesentlichen wird also der eigene Wachstumsmechanismus der Zelle gegen sie selbst eingesetzt.
Darüber hinaus könnten Behandlungen durch Eingriffe in den DNA-Stress-Reparaturzyklus möglicherweise die Entwicklung von Resistenzen verlangsamen und so eine langfristige Krebsbekämpfung besser umsetzbar machen.
„Das ist die nächste Phase. Wir wollen dieses grundlegende molekulare Verständnis nutzen und es therapeutisch in Behandlungen umsetzen, die selektiv aggressive Krebszellen zerstören können. Wir können den Mechanismus der Krebszellen gegen sie selbst einsetzen“, sagte Aqeilan.
