Wie sich Krebszellen gegen Bestrahlung wehren

Innsbrucker Forscher identifizierten zwei genetische Mechanismen, die zu Bestrahlungsresistenz führen

Therapiemöglichkeiten für Patienten mit Prostatakrebs im fortgeschrittenen Stadium sind begrenzt. Hormontherapien sind nur wenige Jahre wirksam, manche Krebszellen sind auch gegen Bestrahlung resistent. Innsbrucker Forscher haben nun zwei genetische Mechanismen identifiziert, die zu dieser Bestrahlungsresistenz führen, teilte der Wissenschaftsfonds FWF mit, der das Projekt gefördert hat.

Der Molekularbiologe Frédéric Santer von der Universitätsklinik für Urologie in Innsbruck konzentriert sich in dem Projekt auf sogenannte Krebsstammzellen, in der Medizin "ein großes Streitthema", wie er in der Aussendung erklärte. Bei vielen Krebsarten würde ein Zelltyp auftreten, der den Stammzellen sehr ähnlich und Vorläufer für unterschiedliche Krebszellen sei. Problematisch ist die Resistenz von Krebsstammzellen - jene, die eine Therapie überleben, werden für die Wiederkehr von Krebs bei geheilten Personen verantwortlich gemacht.

Die Bestrahlung löst DNA-Schäden aus

In ihrer Studie nutzten die Wissenschafter Gewebeproben von Patienten mit Prostatakrebs. Sie kultivierten die Zellproben und bestrahlten sie so wie auch Krebspatienten bestrahlt werden. "Die Bestrahlung löst DNA-Schäden aus. Sind diese Schäden zu groß, um durch Reparaturmechanismen korrigiert zu werden, stirbt die Zelle normalerweise ab", erklärte Santer. Jene Zellen, die gegen die Strahlung resistent waren und überlebten, wurden schließlich mit dem ursprünglichen Gewebe verglichen.

Insbesondere interessierten sich die Forscher für die sogenannte Gen-Expression, also jenen Prozess, bei dem Gene den Befehl zum Bau von Eiweißstrukturen geben. Dabei wird der Gen-Code im Zellkern abgelesen und in RNA umgewandelt. "Wir fanden heraus, dass zwei wichtige Prozesse der strahlungsresistenten Zellen geschwächt sind", so Santer.

Einerseits war bei den bestrahlten Zellen die Produktion von Proteinen im Interferon-Signalweg gehemmt. Interferone werden vom Immunsystem verwendet, um etwa Viren und Krebszellen zu bekämpfen. Andererseits war ein Mechanismus gestört, der Zellteilung verhindert, wenn DNA beschädigt ist. Bestimmte Proteine, die für diesen Zellzyklus-Arrest nötig sind, wurden nicht in ausreichender Menge hergestellt. Die Zelle könne sich daher trotz DNA-Schäden weiter ungehindert vermehren, so Santer.

Beide Effekte seien problematisch, weil sie die Entwicklung von Krebs begünstigen. Das genauere Verständnis dieser Effekte könne nun als Ansatzpunkt für neue Krebstherapien dienen, sagte Santer.

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