In der dritten Folge hatten wir erfahren, welche Umwelteinflüsse Krebs verursachen oder fördern, und welchen Anteil sie ingesamt an der Krebshäufigkeit haben. Heute geht es darum, zu verstehen, wie diese Mutationen die Eigenschaften einer Krebszelle bestimmen.

Krebszellen

Eine vollständig entartete Krebszelle hat noch viele Eigenschaften des Organs, in dem sie entstanden hat. Von ihren gesunden Nachbarn unterscheidet sie eine Reihe von Eigenschaften, die durch Mutationen in den Signalpfaden entstanden sind:

Krebszellen unter dem Mikroskop. UserAsd.and.Rizzo, via Wikimedia Commons, CC-vy-SA 3.0

Krebszellen unter dem Mikroskop. UserAsd.and.Rizzo / Wikimedia Commons, CC-vy-SA 3.0

  • Die Zelle braucht keine Wachstumsreize, sie wächst und teilt sich ungeregelt. Das kann beispielsweise an einem defekten Ras-Ausschalter liegen. Es bedeutet nebenbei nicht, dass die Zelle ständig wächst und sich täglich teilt, sie kann durchaus lange Pausen einlegen, nur kümmert sie sich nicht um die Signale aus ihrer Umgebung.
  • Ebenso reagiert die Zelle nicht mehr auf Hemmsignale der Nachbarzellen, zum Beispiel auf Kontakt zu benachbarten Zellmembranen. In der Petrischale sieht man das daran, dass die Zellen nicht mehr nur einen flachen Rasen auf dem Glasboden bilden, sondern sich aufzutürmen beginnen.
  • Durch Mutationen in den Reparatursystemen sind die meisten Krebszellen genetisch instabil, sie sammeln über die Monate und Jahre viele hundert, ja Tausende Gendefekte an.
  • Obwohl die Chomosomen zahllose Fehler haben, löst die zelleigene Selbstzerstörung (Apoptose) nicht mehr aus. Normalerweise lösen sich Zellen, in denen viele Fehler bestehen, von selbst auf. Der zentrale Schalter dieser Funktion ist das Protein p53. Mutierte, defekte p53-Moleküle sind jedem zweiten Tumor nachweisbar.
  • Normale Zellen verlieren bei jeder Verdopplung ein kleines Stück am Ende der Chromosomen – es wird nicht mitverdoppelt. Wenn die dafür vorgesehenen Abschnitte (Telomere) aufgebraucht sind, kann die Zelle sich nicht weiter teilen und geht zugrunde. es ist normalerweise nach 60 Teilungen soweit. Krebszellen besitzen ein Enzym, welches die Telomere wiederherstellen kann. Dieses Enzym (Telomerase) ist normalerweise nur in den Fortpflanzungszellen aktiv, und sonst ausgeschaltet. Verantwortlich ist das Gen tert, welches in vielen Tumoren mutiert gefunden wird.
  • Krebszellen werden vom körpereigenen Immunsystem nicht angegriffen. Das beruht auf Signalen an der Oberfläche, mit denen sie sich als gesund und intakt darstellen, oder auf direkter Hemmung der Abwehrzellen durch andere Signale.
  • Krebszellen haben einen veränderten Zuckerstoffwechsel. Sie verbrennen den Nahrungszucker nicht, sondern bauen ihn nur teilweise ab, wie Hefepilze. Es ist unbekannt, ob diese Eigenschaft zum Wachstum der Tumoren wesentlich ist oder nur ein zufälliger Ausdruck ihrer beschädigten Signalwege. Ein Vorteil ist jedenfalls, dass sie nur wenig Sauerstoff brauchen und besser in einem schlecht durchbluteten Tumorinneren zurecht kommen. Seit Otto Warburg das 1930 entdeckt hat, hat man immer wieder versucht, Krebs darüber anzugreifen, zum Beispiel mit zuckerarmer Diät. Leider hat das nie richtig funktioniert, Krebszellen sind vielseitig und erfolgreich und können ihren Stoffwechsel genau wie gesunde Zellen schnell an Hungerzeiten anpassen.
  • Tumoren müssen ab einer bestimmten Größe (über 2 mm) Blutgefäße anlocken, um weiter wachsen zu können. Es ist deshalb eine zwingende Eigenschaft von Krebszellen, Signale ausschütten zu können, die die Gefäßzellen der Nachbarschaft zum Wachsen reizt. Feingewebliche Untersuchungen beweisen, dass nur jeder tausendste neue Tumor dazu in der Lage ist. Die anderen bleiben das ganze Leben lang winzig wie ein Stecknadelkopf und schaden uns überhaupt nicht.
  • Krebs ist definiert als Tumor, der Metastasen (Absiedelungen) erzeugen kann. Fast alle Todesfälle durch Krebs werden von der Metastasierung verursacht. Metastasierung ist jedoch kein einfaches Abreißen von Zellen, sondern ein aktiver komplizierter Vorgang. Die Zelle muss sich aktiv aus dem Verband lösen, in eine Ader oder ein Lymphgefäß eindringen, die Abwehrzellen dort täuschen, an einer anderen Körperzelle das Gefäß wieder verlassen und die neue Umgebung dazu bringen, ihre Ansiedlung zu tolerieren und die neue Metastase mit Blut und Nährstoffen zu versehen. Das erfordert also Fähigkeiten, die erst entwickelt werden müssen. Man glaubt, dass erst lange nach der ersten Entartung ein kleiner Teil der Tumorzellen Mutationen sammelt, die die Metastasierung erlaubt, und sich dann im Wettbewerb gegen die anderen Tumorzellen durchsetzt. Es gibt eine regelrechte Evolution, ein Rennen um die größte Bösartigkeit unter den Krebszellen. Das ist auch der Grund, warum es nach unvollständiger chemotherapeutischer Behandlung manchmal zu einem Erkrankungsschub, einer Malignisierung kommt – gerade die gefährlichsten Zellen haben überlebt.

Wir haben also neun Eigenschaften der Krebszellen, die durch mindestens sechs Mutationen in den Signalpfaden erzeugt werden. Manche Eigenschaften – wie die Telomerase – lassen sich auf eine bestimmte Mutation zurückführen. Andere – wie die Metastasierungsfähigkeit – sind das Ergebnis von mehreren Mutationen, die zusammenwirken, oder wir haben ihren Mechanismus noch gar nicht verstanden.

Im nächsten Beitrag wollen wir über die Chancen sprechen, die unser neues Wissen für krebskranke Menschen eröffnet: Gene, Pfade, Moleküle V: Behandlung.

Dr. Peter Köhler

Facharzt für Diagnostische Radiologie und Facharzt für Strahlentherapie