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Protein erforscht

Brisante Balance zwischen Krebs und Diabetes

Von Franziska Badenschier

Wenn der Körper die Entstehung von Krebszellen unterdrückt, zahlt er einen hohen Preis: Jene Stoffe, die einen Tumor verhindern, töten die anfälligen Zellen vorsichtshalber. Forscher fanden jetzt heraus, wie ein Zellwächter dabei nicht nur schützt - sondern auch schadet.

Alte Zellen können sich nicht so gut teilen und erneuern wie junge - das ist allseits bekannt. Vor allem für Stammzellen bringt das Alter Probleme. Aus diesen Zellen sollen sich eigentlich viele verschiedene Gewebetypen entwickeln. Doch je älter Stammzellen werden, umso weniger können aus ihnen noch neue Zellen entstehen. Der Effekt: Gewebe lassen sich nicht mehr so leicht erneuern. Jetzt jedoch haben Wissenschaftler herausgefunden: Die alten Stammzellen verschleißen nicht einfach - sie schalten sich aktiv selbst ab. Und diese Erkenntnis ist für die Krebsforschung hoch interessant.

Die neuen Befunde erinnern an das als "Wächter des Genoms" berühmt gewordene Protein p53. Dieses Protein verhindert die Tumor-Entstehung, indem es den Teilungszyklus jeder Zelle kontrolliert, Schäden in der Erbsubstanz repariert und notfalls die Zelle auch in den Selbstmord treibt - die sogenannte Apoptose. Darum nennt man p53 auch einen Supressor, einen Unterdrücker. Doch p53 schiebt offensichtlich nicht alleine Wache, berichten jetzt drei Forscherteams aus den USA unabhängig voneinander: p16 steht dem "Wächter des Genoms" zur Seite. Dieses Protein sei ebenfalls ein Tumor-Supressor – und spiele eine wichtige Rolle beim Altern von Zellen, weil es die betagten Zellen daran hindert, sich zu erneuern.

Das schreiben die Forscher in Online-Vorabveröffentlichungen des Wissenschaftsmagazins "Nature". Das Team um Genetiker Norman Sharpless von der Universität von North Carolina berichtet außerdem, p16 verhindere nicht nur die Entstehung von Krebs - es könne auch Diabetes abmildern.

Für längeres Leben sorgen - und es gleichzeitig verhindern

Der Bauplan des Wächter-Proteins p16 wird von einem Gen namens Ink4a kodiert. Fehlt das Gen, sind die Zellen selbst im Alter noch ähnlich funktionstüchtig wie zu früheren Zeiten. Das schreiben übereinstimmend alle drei Forscherteams.

Wenn das Gen vorhanden ist (im Normalfall) und die Zelle alt wird, dann werden mehr Wächter-Moleküle produziert. Das ist gut und schlecht zugleich. Der Vorteil: So wird verhindert, dass aus der Zelle ein Tumor wird - was die Langlebigkeit erhöht. Der Nachteil: Die Vorläuferzellen können nicht mehr so gut arbeiten wie jüngere Zellen – was die Lebensdauer womöglich senkt. Das Protein p16 ist somit Dreh- und Angelpunkt des empfindlichen Gleichgewichts zwischen "Zelle regenerieren" und "verhindern, dass sie sich beim Regenerieren in eine Krebszelle verwandelt". Auch zu diesem Ergebnis kommen alle drei Forschergruppen.

Das alles gelte zunächst aber nur für Hirngewebe, für die Insulin produzierenden Inseln in der Bauchspeicheldrüse und für Blut bildendes Knochenmark - jene drei Gewebetypen, die untersucht wurden. "Klar gibt es auch Gewebe, in denen das Gen Ink41 keine Rolle spielt", sagt Norman Sharpless von der Universität von North Carolina, der eine der Studien leitete.

Sein Team untersuchte Insulin produzierende Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse junger und alter Mäuse (drei bis vier Monate beziehungsweise 16 bis 20 Monate alt). Dabei achteten sie nicht nur darauf, wie gut p16 als Tumorsupressor wirkte - sondern bemerkten auch den Einfluss des Zellwächters auf eine andere weit verbreitete Krankheit: Diabetes mellitus vom Typ 2, besser bekannt als Altersdiabetes.

Hier kann das Hormon Insulin nicht richtig wirken: Die Bauchspeicheldrüse schafft es nicht, durch eine ausreichende Insulin-Überproduktion den erhöhten Blutzuckerwert auf ein normales Level zu senken.

Genmanipulierte Mäuse bekamen nur "mildes Diabetes"

Die Wissenschaftler spritzten einigen Mäusen ein Gift, das gezielt die Insulin produzierenden Zellen zerstört. Ältere, nicht genmanipulierte Mäuse wurden so stark Diabetes-krank, dass sie letztlich daran hätten sterben müssen. Ältere Mäuse, die wegen einer Genmanipulation einen p16-Mangel hatten, entwickelten hingegen nur "mildes Diabetes". Nach Angaben der Forscher regenerierten sich deren Inselzellen besser, sie produzierten auch mehr Insulin und konnten so den Blutzuckerspiegel besser senken als die nicht genmanipulierten Mäuse. Allerdings bekamen die transgenen Mäuse Krebs - denn wenig p16 bedeutet ja eine geringe Unterdrückung der Tumorentstehung.

"Die höhere p16-Produktion in alten Mäuse begrenzt die Regenerationsfähigkeit der Beta-Zellen und verhindert die Vermehrung von ihnen oder ihren Vorläuferzellen", schreibt Sharpless' Team. Die Forscher folgern deswegen, dass nicht allein eine Insulin-Resistenz zu Typ-2-Diabetes führe. Sie "kann zum Teil auch entstehen, weil p16 mit dem Alter zum Versagen der Inselzellen führt". Wenn man also das Protein p16 blockieren könnte, dann ließe sich womöglich dieser krank machende Effekt des Alterns verhindern.

Das Mausmodell könnte sich wahrscheinlich auf den Menschen übertragen lassen. Laborversuche mit menschlichen Inselzellen in Kulturschalen hätten bereits gezeigt , das p16 eine Vermittlerrolle bei der Vermehrung und beim Altern dieses Zelltyps spiele, schreiben die Forscher.

Aufgrund der neuen Daten könne man vermuten, dass nicht nur bei Mäusen, sondern auch bei Menschen in der Bauchspeicheldrüse mit zunehmendem Alter wesentlich mehr Protein p16 produziert wird, sagt Oliver Müller, der am Dortmunder Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie unter anderem den Tumorsupressor p53 erforscht. "Daraus kann man aber nicht ableiten, dass man gleich eine Heilungsmöglichkeit für Diabetes vom Typ 2 hat", sagt er zu SPIEGEL ONLINE. "Außerdem: Wenn man das Gen für p16 ausschaltet, dann steigt auch die Tumoranfälligkeit in den Beta-Zellen."