Gesundheit: Die Erzeugung menschlicher Tumorzellen im Reagenzglas gibt Aufschlüsse über die Entstehung von Krebs

Fünfzehn Jahre hat das Team um Robert Weinberg vom Whitehead Institut für Biomedizinische Forschung in Cambridge (Massachusetts) daran gearbeitet. Nun berichten die Forscher in der Zeitschrift "Nature" (Band 400, Seite 464) über einen wissenschaftlichen Erfolg, der wichtige Aufschlüsse über die Entstehung von Krebs verspricht. Denn es ist ihnen erstmals im Reagenzglas gelungen, was wir alle in unserem Körper möglichst vermeiden wollen: Sie haben aus gesunden menschlichen Zellen durch genetische Veränderungen Tumorzellen gemacht. Die Erkenntnisse, die dabei gewonnen wurden, könnten eines Tages für neue Therapiestrategien genutzt werden.

Dass genetisch bedingte Veränderungen der Zellstruktur zu Krebserkrankungen führen können, ist schon länger bekannt. Bisher war die gezielte Zellveränderung in Experimenten jedoch nur mit Zellkulturen von Nagetieren möglich. Wenn Forscher die an Mauszellen vorgenommenen Manipulationen mit menschlichen Zellen durchführten, kam dabei keine der für Krebserkrankungen charakteristischen Veränderungen heraus. Die Zellen von Maus und Mensch unterscheiden sich nämlich, wie Jonathan Weitzmann und Moshe Yaniv vom Pariser Institut Pasteur in ihrem Kommentar in der gleichen Ausgabe von "Nature" erläutern, in einem entscheidenden Punkt: In der Biologie ihrer Telomere.

Telmomere sind spezialisierte Strukturen an den Enden der Chromosomen, deren DNS bei jeder Teilung ein wenig kürzer wird. Ist sie aufgebraucht, bedeutet das wahrscheinlich den Tod der Zelle. Das Enzym Telomerase sorgt für die Erhaltung der Telomer-Länge. In normalem menschlichem Gewebe ist dessen Aktivität allerdings nur schwach ausgeprägt. Die böse Ironie der Tumorbiologie will es so, dass ausgerechnet die potenziell todbringenden Krebszellen eine hohe Telomerase-Aktivität aufweisen. Damit entgehen sie dem üblichen Zellalterungs-Prozess und wuchern unkontrolliert weiter.

Bei der Maus scheinen jedoch auch die gesunden Zellen einen höheren Level dieses Enzyms und zugleich längere Telomere aufzuweisen. Das könnte nach Ansicht der Experten erklären, warum bisherige Versuche zur künstlichen Erzeugung von Tumorzellen beim Menschen fehlschlugen. Für das nun erfolgreiche Experiment haben Forscher daher das Telomerase-Gen hTERT zusammen mit zwei als Krebs erzeugend bekannten Gen-Sequenzen, dem Protein eines Tumorvirus (Simian Virus 40 large-T Onkoprotein) und einem aktivierten ras-Gen (H-rasV12), in gesundes Zellgewebe eingebracht. Die Versuche im Reagenzglas ergaben, dass sich durch Kombination dieser drei Elemente aus menschlichen Bindegewebs- und Hautzellen Tumorzellen bildeten.

Dass es sich bei den Neubildungen tatsächlich um Zellen handelt, die mit den für bösartiges Gewebe typischen Eigenschaften ausgestattet sind, wird durch zwei weitere Befunde unterstrichen: Sie waren in der Lage, auch ohne Bodenhaftung Gewebsverbände hervorzubringen. Außerdem bildeten sich bei immungeschwächten Mäusen, die das Fremdgewebe nicht mit ihrer körpereigenen Abwehrkraft abstoßen konnten, schnellwachsende Tumore, nachdem es ihnen gespritzt worden war.

Diese Versuche zeigen nach Ansicht der Wissenschaftler, dass eine Unterbrechung der normalen Abläufe in der Zelle durch die genannten drei Gene genügt, um beim Menschen Tumorzellen entstehen zu lassen. Unklar ist allerdings noch, ob die Reihenfolge der Eingriffe für die Veränderung eine Rolle spielt. Andere Labors sollten sich nun ebenfalls angespornt fühlen, die jeweilige Rolle der drei genetischen Faktoren im Prozess der Entstehung bösartiger Zellneubildungen genau unter die Lupe zu nehmen.

Auch durch solche Forschungen bleiben allerdings grundlegende Rätsel der Krebsentstehung ungeklärt: Wie gelingt es den veränderten Zellen im Körper tatsächlich, den Attacken des Immunsystems zu entgehen? Wie schaffen sie es, ihre eigenen Blutgefäße zu bilden und sich im Körper zu verbreiten? Einstweilen ist man noch weit davon entfernt, die komplexe und etappenreiche Entstehung von Tumoren wirklich zu verstehen. Der Erfolg der Zellveränderung unter Laborbedingungen in der Kulturschale reiche dazu noch längst nicht aus, mahnen die Krebsforscher aus Paris.

Adelheid Müller-Lissner