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Programmierter Zelltod

11.03.1998 - (idw) Universität Ulm

Tumorzelle auf der Sterbekaskade

Wilhelm-Warner-Preis fuer Krebsforschung 1998 an Prof. Dr. Klaus-Michael Debatin

Wie wirkt Chemotherapie? Bisher wurden Krebsmedikamente, deren Aufgabe es ist, Tumorzellen zu vernichten, nicht systematisch mit der Vorgabe entwickelt, einen speziellen Mechanismus der Zellschaedigung auszuloesen, sondern durch Ausprobieren im Labor gefunden, indem man verschiedene Substanzen auf ihre Faehigkeit testete, in vitro das Wachstum von Tumorzellen zu hemmen. Prof. Dr. Klaus-Michael Debatin, Ärztlicher Direktor der Ulmer Universitaets-Kinderklinik, gehoert zum Kreis jener Forscher, die seit einigen Jahren die genaue Wirkungsweise dieser Substanzen zu ergruenden versuchen - als Voraussetzung fuer ein kuenftiges gezieltes Design neuer Zytostatika.

Die meisten Krebsmedikamente, soviel weiss man heute, stoeren Stoffwechsel- und/oder Teilungsprozesse in den Tumorzellen. Von Stoffwechselstoerung und gehemmter Zellteilung allein aber verschwindet kein Krebs. Der Tumor muss tot sein, und was tot sein soll, muss erst einmal sterben. Der Weg zum Zelltod aber und damit auch der Weg der Chemotherapie fuehrt ueber die Ausloesung der Apoptose, des molekularen Zerstoerungsprogramms.

Molekulare Henker

Apoptose, der programmierte Zelltod, ist im Koerper allgegenwaertig. Unsere Zellen sterben ihn, noch ehe wir geboren sind. Waehrend der Embryonalentwicklung bildet die fortwaehrende Elimination von Zellen eine Voraussetzung dafuer, dass sich Organe und Organstrukturen normal ausbilden koennen, und kontrollierte Immunreaktionen sowie zahlreiche andere physiologische Vorgaenge im Erwachsenenorganismus waeren ohne kontrollierten Zelltod nicht moeglich.

Prinzipiell kann Apoptose durch das Fehlen bzw. den Entzug von Überlebens-, Wachstums- und Differenzierungsfaktoren, oder aber durch Signale von ausserhalb der Zelle ausgeloest werden. Als einen solchen Todesboten haben Debatin und seine Arbeitsgruppe das CD95(APO-1/Fas)-System identifiziert, eine Übertragungskette spezialisierter Molekuele, die in vielen Geweben des menschlichen Koerpers zu finden sind.

Die meisten Schluesselmolekuele, die am Zelltodesprogramm beteiligt sind, sind auch in den CD95-Signalweg involviert. Hat der CD95-Rezeptor das Sterbesignal ueber ein spezielles Bindungsmolekuel, den CD95-Liganden, empfangen, so gibt er seinerseits der Zelle das Signal zur Vollstreckung des Todesbefehls. Diese erfolgt durch die Aktivierung der sogenannten Caspasen, zellstrukturspaltender Enzyme, die aufgrund dieser Eigenschaft als molekulare Henker an allen Formen des apoptotischen Prozesses beteiligt sind.

Initialzuendung und Verstaerker

Die CD95-Signalkette, entdeckte Debatin, laesst sich durch Zytostatika unmittelbar beeinflussen. So produzieren Leukaemiezellen unter dem Einfluss der Medikamente zum einen verstaerkt das CD95-Bindungsmolekuel, zum anderen wird die Empfaenglichkeit ihres CD95-Rezeptors gesteigert. Ähnlich funktioniert die Chemotherapie bei Tumoren in Leber, Nerven und Gehirn, wobei an der Aufschaltung des CD95-Rezeptors auch das seit laengerem als "guardian of the genome", "Hueter des Genoms", bekannte p53-Gen beteiligt ist, das die initialen, durch die Zytostatika verursachten Veraenderungen in der Zelle wahrnimmt, daraufhin im Zellkern Alarm und damit die Sterbeglocke der Zelle schlaegt.

Die Stoerung von Stoffwechsel und/oder Zellteilung der Tumorzelle durch Zytostatika waere demnach lediglich die Initialzuendung, die erste Stufe der Sterbekaskade, die nachfolgende Aktivierung der Apoptosesignalwege eine entscheidende Voraussetzung fuer die Wirksamkeit vielleicht nicht aller, so doch vieler Zytostatika. Dem CD95-System koennte dabei moeglicherweise die Rolle eines Verstaerkers zufallen, die zwar vereinzelt auch von anderen Ligand-Rezeptor-Systemen uebernommen oder, sehr selten, entbehrt werden kann, deren Veraenderung oder Ausfall aber in der Regel, ebenso wie Stoerungen der Initial- oder der Vollstreckungsphase, die Chemoresistenz des Tumors zur Folge hat. Gelaenge es demnach, die Schaltplaene der Apoptoseprogramme exakt aufzuklaeren, faende man sehr wahrscheinlich Angriffspunkte fuer neue Therapiestrategien.

Dass Debatins bisherige Arbeiten die Wissenschaft in dieser Richtung eine betraechtliche Strecke voranbrachten, haben ihm seine Fachkollegen erst kuerzlich - zum wiederholten Male - bestaetigt: wenn am 7. April in der Ärztekammer Hamburg der mit insgesamt 30.000 Mark dotierte Wilhelm-Warner-Preis fuer Krebsforschung 1998 verliehen wird, steht der Ulmer Forscher neben seinem Heidelberger Kollegen Prof. Dr. Peter Krammer am Ehrenpult, nominiert von den Preistraegern der vergangenen Jahre, denn die seit 1962 jaehrlich fuer hervorragende Beitraege zur Krebsforschung vergebene Auszeichnung erhaelt nur, wen die bisherigen Preistraeger dafuer vorgeschlagen haben.


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