"Uhrgene" ermöglichen neue Ansätze in der Krebstherapie

Tagesrhythmus bei Genexpression und Zelltod entscheidend

Das Wachstum eines Tumors wird durch eine komplexe gengesteuerte Uhr kontrolliert. Eine Störung dieser „Uhr“ eröffnet eine neue Möglichkeit der Behandlung von Krebs. Diese Ergebnisse haben zwei Forscher auf der International Conference on Molecular Targets and Cancer Therapeutics präsentiert. Das Team vom Dorn Veterans Administration Medical Center und der University of South Carolina hat nachgewiesen, dass bei Tumorzellen tageszyklische Uhrgene in Koordination mit einem entsprechenden Wachstum rhythmisch exprimiert werden. Forscher des Baylor College of Medicine haben belegt, dass das die Tagesrhythmen kontrollierende Gen Period2 (per2) zusätzlich als Tumorunterdrücker funktioniert, der jene Mechanismen reguliert, die eine Zellteilung nach einem DNA-Schaden stoppen.

Die erste Studie geht davon aus, dass wenigstens acht zentrale Uhrgene zahlreiche grundlegende Funktionen wie Zellwucherung und Zelltod innerhalb des Tagesrhythmus kontrollieren. Das Team um Shaojin You untersuchte das Verhältnis zwischen der Expression dieser Uhrgene und der Wachstumsrate von Tumoren. Die Ergebnisse zeigten, dass das Tumorwachstum selbst sowie die zellulären und molekularen Ausmaße der Krebsentwicklung zyklisch organisiert sind. Für die Studie wurden 30 weiblichen, nach einem alle 12 Stunden wechselnden Tag-Nacht-Schema lebenden Mäusen Tumorzellen injiziert. Die Tumore wuchsen während der aktiven Phase doppelt so schnell. Zusätzlich wurde die Expression der Uhrgene in Tumorzellen und normalen Leberzellen der Mäuse untersucht. Krebszellen zeigten eine veränderte zyklische Expression einiger Gene wie per1 oder per2. Bei anderen wie BMAL-1 wurde die tagesrhythmische Organisation beibehalten.

Die zweite Studie hat nachgewiesen, dass ein Fehlen des Gens Period2 Mäuse anfälliger für Krebs macht. Laut der leitenden Wissenschaftlerin Loning Fu folgen Krebszellen und normale Zellen verschiedenen Tagesrhythmen. „Wir konnten zeigen, dass die innere Uhr kontrolliert, wie Zellen auf einen DNA-Schaden innerhalb des 24-Stunden-Zxklus reagieren.“ Diese Kontrollen sind für die Einleitung des Zelltodes nach einer Beschädigung verantwortlich. Eine Zelle mit beschädigter DNA wird krebsartig, weil der Zelltod nicht eintritt. Die Reaktion normaler Zellen auf eine Schädigung der DNA ist bei lebenden Organismen zeitabhängig. Bei einer Mutation des zirkadianischen Gens werden die Zellen gegen einen durch Strahlung ausgelösten Zelltod resistent.“ Diese Erkenntnisse könnten eine wichtige Rolle bei der optimalen Planung einer Behandlung mit Krebsmedikamenten spielen.