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Krebs-Erkrankungen: Forscher erstellen Atlas des Leidens

Von Cinthia Briseño

Ein Forscherteam hat erstmals das komplette Genom von Lungenkrebs- und Hautkrebszellen entschlüsselt. Viele Faktoren können das menschliche Erbgut verändern, jede 15. Zigarette kann eine Mutation verursachen. Mit Hilfe der Daten entsteht ein genetischer Atlas sämtlicher Krebsarten.

Krebsatlas: Forscher entziffern Genom von Tumorzellen Fotos
Corbis

Hamburg - Tumorzellen entstehen aus ganz gewöhnlichen Zellen, aber sie unterscheiden sich in einem Aspekt wesentlich von normalen Zellen: Sie teilen sich völlig unkontrolliert.

Warum das so ist, versuchen Forscher schon seit einigen Jahrzehnten herauszufinden. Doch je mehr die Wissenschaft an Erkenntnissen dazugewinnt, desto ernüchternder ist das Ergebnis: "Krebs ist komplexer, als wir je geahnt haben", resümierte Bert Vogelstein, einer der führenden Tumorforscher der USA vergangenes Jahr in einem "Zeit Wissen"-Interview.

Im Zeitalter der Genom-Ära versuchen Wissenschaftler nun der Entstehung von Krebs mit neuen Methoden auf die Spur zu kommen. Während Forscher bisher mühsam nach einzelnen Gendefekten in verschiedenen Krebsgeschwüren fahndeten, setzen sie heute auf Verfahren zur Entschlüsselung von Genomen. Ihre Vision: eine Art genetischen Atlas sämtlicher Krebsarten zu erstellen.

Einem Forscherkonsortium ist es jetzt erstmals gelungen, einen wesentlichen Teil dieses Atlas' darzustellen. Dazu haben sie das komplette Genom von zwei Krebsarten entschlüsselt: Hautkrebs und das kleinzellige Bronchialkarzinom, eine Art von Lungenkrebs. "Das sind die wichtigsten Krebsarten der westlichen Welt, bei denen die Hauptverursacher bekannt sind", sagt Mike Stratton vom Wellcome Trust Sanger Institute im britischen Hinxton. Weltweit sterben jedes Jahr etwa 250.000 Menschen an diesen Krebsarten.

Tausende von Mutationen

Diesen Teil des Krebs-Atlas stellen die Forscher im Fachmagazins "Nature" vor. Die Studie ist damit das erste Ergebnis, das vom Cancer-Genome-Atlas-Konsortium präsentiert wird. Dessen Ziel ist es, jede einzelne Genveränderung zu kartieren, die Krebs auslöst. Insgesamt rund 23.000 Mutationen stecken nach Angaben der Forscher in den Zellen eines Lungentumors. Bei Hautkrebszellen seien es sogar mehr als 33.000 Mutationen, berichtet das Team um Stratton.

Peter Campbell, einer der Co-Autoren der Studie, findet dieses Ergebnis sehr bemerkenswert. Die Mutationen seien quer über das gesamte Genom verteilt, und viele davon würden auch DNA-Abschnitte betreffen, die außerhalb der codierenden Sequenzen liegen, also von der Zelle nicht in Proteine übersetzt werden.

In den siebziger Jahren gingen Forscher noch davon aus, dass nur einige wenige Gene Krebs auslösen können, wenn sie mutiert sind. Die Idee der sogenannten Onkogene und ein neues Modell der Krebsentstehung waren geboren. Ein Onkogen übernimmt in einer Zelle für gewöhnlich Aufgaben bei der Steuerung des Zellwachstums. Ist das Onkogen jedoch mutiert, verändert es sich derart, dass dessen Schattenseite zutage tritt: Die Wachstumssteuerung gerät außer Kontrolle, und die Zelle teilt sich ununterbrochen - irgendwann fängt das Gewebe an, unentwegt zu wuchern.

Weil aber in allen menschlichen Zellen Onkogene vorkommen und es nur eine Frage der Zeit ist, bis diese mutieren können, sprechen manche Wissenschaftler von tickenden Zeitbomben im menschlichen Körper. Warum ein Onkogen mutiert, kann allerdings unterschiedliche Ursachen haben. Zum einen können Fehler bei der Zellteilung zu Veränderungen in der DNA führen, zum anderen können äußere Faktoren dazu beitragen, dass Mutationen in der DNA entstehen.

Bei Lungen- und Hautkrebs zählen insbesondere Tabakrauch beziehungsweise UV-Strahlung zu den primären Auslösern von Tumoren. In ihren Experimenten untersuchten die Forscher die Gene der bösartigen Krebszellen und verglichen sie mit den gesunden Zellen desselben Patienten. Dabei stießen sie größtenteils auf Veränderungen in der DNA, die vor allem auf UV-Strahlung und Tabakrauch zurückgeführt werden können.

"Jede Packung Zigaretten ist wie Russisches Roulette"

Das bringt die Forscher zu dem Schluss, dass man beide Krebsarten weitestgehend vermeiden kann. Das Team schätzt, dass jede 15. Zigarette eine Mutation im gesamten Erbgut verursacht. Doch nicht jede birgt sofort das Risiko der Krebsentstehung. Die meisten Mutationen würden unwichtige DNA-Abschnitte betreffen, sagt Campbell. Dennoch zieht er ein eindeutiges Fazit: "Jede Packung Zigaretten ist wie Russisches Roulette", sagt er.

Die Theorie, dass sämtliche Krebsarten des Menschen letzten Endes auf Mutationen in bestimmten Genen zurückzuführen sind, dominiert seither die Forschung. Die Aufgabe des Konsortiums besteht jetzt allerdings darin, unter den vielen Tausenden von Mutationen genau diejenigen zu finden, die den Anstoß dazu geben, dass die Zellen sich in unkontrollierbar wachsende Tumorzellen verwandeln.

Von Januar an werden sich auch deutsche Forscher an dem Krebsgenom-Projekt beteiligen. Unter der Leitung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg wollen die Forscher den genetischen Ursachen kindlicher Hirntumore auf die Spur kommen. 15 Millionen Euro fließen dafür von Seiten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutschen Krebshilfe in das Vorhaben.

Anmerkung der Redaktion: In einer früheren Version des Artikels hatte gestanden: Jede Zigarette verursache 15 Mutationen. Diese Korrelation stimmt nicht. Stattdessen heißt es in der Veröffentlichung, im Durchschnitt verursache jede 15. Zigarette eine Mutation. Wir bitten den Fehler zu entschuldigen.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
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1. DKFZ baut Grundlagenforschung enorm AB
MobelpreisMedizinPhysik 18.12.2009
Schade, dass ein vor wenigen Jahrzehnten noch so vielversprechender Prachtbau in den letzten Jahren mit seiner Komplett-Renovierung sich derart von der Grundlagenforschung distanziert hat und nur noch die bereits etablierten Forschungsansätze aus den USA zu importieren bzw. zu kopieren versucht. Mit dem neuen Schwerpunkt der Klinischen Studien scheint das DKFZ auch zum billigen Dienstleister für die Pharmaunternehmen geworden zu sein. Leider scheint das DKFZ auch im Hinblick auf universitäre Karrieren aber dam alten Trend deutscher Unis zu folgen und es Professorensöhnen leichter zu machen als echten Wissenschaftlern, insbesondere wenn sie aus der Grundlagenforschung kommen. So kann das mit der Krebsforschung in Deutschland auch in den kommenden 30 Jahren nichts mehr werden. Sicherlich kann man jedem Professorensohn das DKFZ als Ausbildungsstätte aber empfehlen, Pseudoforschung und ein guter Name reichen ja meist aus für eine Unikarriere in Deutschland.
2. Kleine Präzision
Hrshgn 18.12.2009
Laut dem Originalartikel ist die Mutationsrate genau umgekehrt d.h. nicht 15 Mutationen pro Zigarette sondern 1 Mutation pro 15 Zigaretten.
3. ist ja typisch
ventor 18.12.2009
Nicht bloß dass der Artikel schlecht recherchiert ist, die Überschriften wie "Jede Packung Zigaretten ist wie Russisches Roulette" zeugen wieder Mal von unterstem Klatschblattniveau. Ich habe mal einige Jahre an einer stark befahrenen Straße gewohnt und mir dort Atemwegprobleme weggeholt... aber solche Ursachen verkaufen sich in der Boulevardpresse sicher nicht so gut.
4. Da hilft nur sofortiges Verbot und Strafandrohung.
berns 18.12.2009
Nach diesen wissenschaftlichen Erkenntnissen gibt es nur eine einzige Möglichkeit: Folgende Forderungen müsen in das Grundgesetz aufgenommen werden: Das Herstellen und das Verbreiten durch Verkauf von Zigaretten muß bei Androhung von hohen Gefängnisstrafen verboten werden. Wer in der Öffentlichkeit oder in Räumen raucht, die für andere Menschen zugänglich sind, sollte mit Gefängnis nicht unter 5 Jahren bestraft werden. Wer im Beisein von Kindern raucht, sollte in Sicherheitsverwahrung kommen, weil er gemeingefährlich ist. Das Kassieren von Steuern auf Tabakprodukte muss auch dem Staat untersagt werden. Politiker und Abgeordnete, die sich nicht an das totale Rauchverbot halten, müssen mit Gefängnis nicht unter 20 Jahren bestraft werden.
5. Zahlenmutation im Artikel
Cipo, 18.12.2009
Zitat von HrshgnLaut dem Originalartikel ist die Mutationsrate genau umgekehrt d.h. nicht 15 Mutationen pro Zigarette sondern 1 Mutation pro 15 Zigaretten.
Eben, auf der Homepage des Wellcome Trust Sanger Institute heißt es: "The number of mutations found suggest that *a typical smoker would acquire one mutation for every 15 cigarettes smoked*." http://www.sanger.ac.uk/about/press/2009/091216.html
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Prostatakrebs
Häufigkeit
Prostatakrebs ist die häufigste bösartige Tumorart bei Männern in Deutschland. Jedes Jahr erkranken mehr als 60.000 Männer neu daran, rund 12.000 sterben im gleichen Zeitraum an den Folgen. Das mittlere Erkrankungsalter liegt derzeit bei 69 Jahren. Vor dem 50. Lebensjahr tritt dieses Karzinom sehr selten auf, und bei jungen Männern ist die Erkrankung unbekannt.
Behandlung
Die Behandlung des Krebses ist abhängig vom Befund, dem Alter des Patienten und dessen Wunsch. Die klassische Operation mit kompletter Entfernung der Prostata wird heute in vielen Kliniken mit verschiedenen Techniken durchgeführt. Die Heilungsrate liegt, abhängig vom Tumorstadium, bei 80 bis 90 Prozent.

Alternativ kann die Prostata auch bestrahlt werden. Mögliche Nebenwirkungen sowohl von OP als auch von Bestrahlung sind Impotenz und Inkontinenz. Bei fortgeschrittenem Karzinom wird die Produktion der männlichen Geschlechtshormone in den Hoden medikamentös unterdrückt. Die Heilungsrate ist nach Expertenangaben aber sehr niedrig.

Fakten: Familiärer Brustkrebs
Brustkrebs in Deutschland
In Deutschland liegt die Neuerkrankungsrate bei Brustkrebs bei mehr als 57.000 Frauen pro Jahr. Bei jeder 20. Frau ist eine genetische Mutation in einem der beiden Hochrisikogene BRCA 1 oder BRCA 2 für die Erkrankung verantwortlich. Während in der Allgemeinbevölkerung eine von zehn Frauen im Laufe ihres Lebens an Brustkrebs erkrankt, trifft die Erkrankung rund sieben von zehn Frauen mit einer Mutation.
Mammografie-Screening
Mammografie ist eine Röntgenuntersuchung der Brüste. Diese Brustkrebsvorsorge wird allen Frauen im Alter zwischen 50 und 69 Jahren alle zwei Jahre empfohlen. Das Mammografie-Screening wurde vor einigen Jahren mit großem Aufwand in Deutschland eingeführt, rund tausend speziell dafür trainierte niedergelassene Ärzte führen es durch.
Familiärer Brustkrebs
Krebserkrankungen beruhen auf Veränderungen in den Genen. Bei den meisten Krebsformen treten die genetischen Abweichungen jedoch erst nach der Geburt auf – sie werden also nicht vererbt. Umwelteinflüsse, Lebensstil und andere, noch weitgehend unbekannte Faktoren spielen hierbei eine Rolle.

In etwa fünf bis zehn Prozent der Fälle beruht die Krebserkrankung aber auf einer angeborenen genetischen Veranlagung. In den betroffenen Familien tritt der Krebs in jeder Generation und schon in jungen Jahren auf. Menschen mit einem hohen familiären Risiko sollten sich deshalb intensiv beraten lassen und regelmäßig zur Krebs-Früherkennung gehen.

Um Familien und Angehörigen mit erblich bedingtem Krebs eine optimale Beratung und Behandlung zu ermöglichen, hat die Deutsche Krebshilfe die Verbundprojekte "Familiärer Krebs" initiiert. Die Betreuung an den universitären Zentren umfasst sowohl die medizinische als auch die psychologische Beratung über Früherkennungsmaßnahmen und vorbeugende Behandlungsmöglichkeiten, eine humangenetische Beratung über das erbliche Risiko sowie die Möglichkeiten einer genetischen Untersuchung.

Menschen, die an Brust-, Eierstock- oder Darmkrebs erkrankt sind oder befürchten, eine erbliche Veranlagung zu tragen, können sich an eines der Zentren in ihrer Nähe wenden. (Quelle: Deutsche Krebshilfe)
BRCA 1 und BRCA 2
BRCA 1 und BRCA 2 steht für Breast Cancer Susceptibility Gene 1 oder 2. "Die beiden Hochrisikogene wurden 1994 bzw. 1995 entdeckt. Mutationen in den Genen werden statistisch gesehen an 50 Prozent der Nachkommen weitervererbt. Durch die Identifikation einer Mutation bei einer Erkrankten in der Familie ist eine prädiktive genetische Testung, das heißt eine Untersuchung auf das Vorliegen einer Mutation bei gesunden Frauen dieser Familie möglich geworden. Wird die Veränderung ausgeschlossen, so können die betroffenen Frauen entlastet werden. Das hohe Erkrankungsrisiko ihrer Familie trifft dann auf sie nicht mehr zu. Umgekehrt wird beim Nachweis der Mutation das hohe Risiko zur Gewissheit." (Quelle: Nachwort von Prof. Dr. med. Rita Schmutzler, Leiterin Schwerpunkt Familiärer Brust- und Eierstockkrebs der Universitätsklinik Köln)
Was tun nach einem positiven Testergebnis?
Die prophylaktische Brustdrüsenentfernung ist nur ein Weg, mit dem hohen Erkrankungsrisiko umzugehen. Alternativen sind eine engmaschige, intensive Früherkennung und präventiv wirksame Medikamente.
Darmkrebs und Vorsorge
Darmkrebs entsteht aus anfangs gutartigen Darmpolypen, pilzförmigen Geschwülsten der Darmschleimhaut. Da Darmkrebs erst relativ spät Symptome zeigt, wird er auch spät erkannt - fatal, denn die Heilungschancen liegen nur bei 40 bis 60 Prozent.

Im Rahmen des Vorsorgeprogramms der gesetzlichen Krankenkassen wird allen Versicherten ab einem Alter von 56 Jahren empfohlen, alle zehn Jahre eine Darmspiegelung (Koloskopie) vorzunehmen, um Darmkrebs frühzeitig zu erkennen.


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