Neue Erkenntnisse in der Onkologie: Wie der individuelle Genpool die Entstehung von Krebs steuert
Krebs entsteht, wenn Mutationen im Erbgut (DNA) einer Zelle deren natürliche Wachstumskontrolle zerstören. Diese genetischen Veränderungen veranlassen die Zelle, sich unkontrolliert zu teilen, zu wachsen und sich dem programmierten Zelltod zu entziehen, was letztlich zur Tumorbildung führt.
Imago/MITO- Studie zeigt: Der genetische Hintergrund steuert die frühe Tumorentwicklung entscheidend.
- Vier Mauslinien erhielten dieselbe Substanz – Tumoren verliefen je nach Genetik unterschiedlich.
- Trotz unterschiedlicher Wege aktivierten Tumoren am Ende denselben MAPK-Signalweg.
- Genetik beeinflusste Mutationen, Genomstabilität und Entstehungszeit der Lebertumoren.
- Ergebnis: Kleine Unterschiede im Erbgut können Risiko, Biologie und Therapieansprechen prägen.
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Warum entwickeln sich Krebserkrankungen bei verschiedenen Menschen unterschiedlich, selbst, wenn sie denselben Risikofaktoren ausgesetzt sind? Eine internationale Forschergruppe unter Beteiligung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg hat nun an Mäusen gezeigt, dass die genetische Ausgangsausstattung eines Organismus den Verlauf der Krebsentstehung maßgeblich beeinflusst.
Die im Fachjournal „Nature“ veröffentlichten Ergebnisse liefern neue Einblicke in die frühesten Phasen der Tumorentwicklung und könnten langfristig einen wichtigen Schritt hin zu einer präziseren personalisierten Krebsmedizin bedeuten.
Von Mäusen und Menschen
Die Studie wurde von Forschern der Universitäten Cambridge, Edinburgh und Yale sowie dem DKFZ geleitet. Sie untersuchten über 580 Lebertumoren aus vier genetisch unterschiedlichen Mauslinien. Die genetischen Differenzen zwischen den vier Stämmen entsprachen in etwa den Differenzen innerhalb der menschlichen Bevölkerung.
Alle Tiere wurden unter identischen Bedingungen gehalten und derselben krebsauslösenden Substanz ausgesetzt. Dennoch entwickelten sich die Tumoren je nach genetischem Hintergrund auf unterschiedliche Weise.
Bemerkenswert war dabei, dass die Tumoren trotz ihrer unterschiedlichen Entstehungswege am Ende dieselben zentralen Signalwege aktivierten, insbesondere den sogenannten MAPK-Signalweg.
Diese mehrstufige Kaskade molekularer Signale steuert wichtige Prozesse des Lebens, darunter Zellwachstum und Zelldifferenzierung. Sie spielt bei zahlreichen Krebsarten eine wichtige Rolle. Viele bekannte Krebstreiber sind daueraktivierte Komponenten dieses Signalwegs.
Unterschiedliche Entstehungszeit der Tumore
Der genetische Hintergrund beeinflusste jedoch, welche Mutationen sich durchsetzen, wie stabil das Erbgut der Tumorzellen blieb und wie schnell sich Krebs entwickelte. Zwischen den vier Mausstämmen gab es erhebliche Differenzen bei der Entstehungszeit der Tumoren, die nicht mit Anzahl und Art der genetischen Veränderungen korrelierten.
Auffällig war auch die Beobachtung, dass bei einem der Mausstämme weniger genetische Veränderungen ausreichten, um eine bösartige Veränderung der Zellen zu erreichen und den Fortbestand des Tumors zu sichern, als bei den drei anderen Mauslinien.
Wechselwirkung zwischen Genetik und Umwelt
Die Forscher zeigen damit erstmals unter streng kontrollierten Bedingungen, wie stark die Wechselwirkung zwischen genetischer Veranlagung und Umweltfaktoren den Verlauf der Krebsentwicklung bestimmt. Die Ergebnisse legen nahe, dass selbst vergleichsweise kleine Unterschiede im Erbgut erhebliche Auswirkungen auf Krebsrisiko, Tumorbiologie und möglicherweise sogar auch auf das Ansprechen von Therapien haben können.
„Krebs entsteht nicht rein zufällig. Zwar haben die Tumoren am Ende oft gleiche biologische Merkmale, doch der Weg dorthin wird entscheidend vom individuellen genetischen Hintergrund bestimmt. Wir konnten hier erstmals aufzeigen, inwieweit der genetische Hintergrund sowohl die Mutationsprozesse als auch die Wege zur Tumorentwicklung beeinflusst“, erklärt Duncan T. Odom vom DKFZ, einer der Autoren der Arbeit.
Der Forscher ergänzt: „Das unterstreicht, wie wichtig es ist, den genetischen Hintergrund bei der Konzeption und Interpretation biomedizinischer und translationaler Forschung zu berücksichtigen. Wir sehen unsere Ergebnisse daher langfristig als einen wichtigen Schritt hin zu einer präziseren personalisierten Krebs-Prävention, Früherkennung und Behandlung.“