Jede Zelle im menschlichen Körper besitzt das gleiche Erbgut. Die Reihenfolge der genetischen Buchstaben ist identisch. Bei einer Zellteilung muss dieses Erbgut unverändert an die Tochterzellen weitergegeben werden. Dabei kommt es gelegentlich zu Pannen und kleinen Schäden am Erbmaterial, Mutationen genannt. Meist haben sie keine Bedeutung. Aber wenn bestimmte Änderungen gleichzeitig auftreten, entsteht Krebs. Genom-Forscher wie Hans Lehrach vom Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin untersuchen deshalb jeden einzelnen Buchstaben im Erbgut verschiedener Krebszellen.
"Krebs ist ja eine Krankheit des Genoms einer Einzelzelle. Die Einzelzelle wird durch Mutationen oder andere Änderungen im Genom in die Lage versetzt, unkontrolliert zu wachsen. Während dieses Wachstums treten weitere Veränderungen auf, die dann zu einem immer aggressiveren Tumor führen können."
Neue Erkenntnisse zeigen jedoch: Die Krebsentstehung ist kein rein genetischer Prozess. Mutationen alleine reichen oft nicht aus, damit aus einer gesunden Zelle eine Krebszelle wird. Zusätzlich müssen bestimmte Schalter an den Erbmolekülen so eingestellt sein, dass die Krebsentstehung nicht verhindert wird.
Robert Feil vom staatlichen französischen Forschungsinstitut für Molekulargenetik in Montpellier erklärt die Bedeutung dieser molekularen Schalter am Erbgut.
"Diese Markierungen unterscheiden sich, wenn man verschiedene Zelltypen vergleicht. Jedes Körpergewebe besitzt eigene Schalter an typischen Stellen. Sie funktionieren als Fine-Tuning, das sich mit dem Alter verändert. So kommt es, dass in jedem Gewebe andere Gene aktiv sind."
Da diese Mechanismen nicht im Code der biologischen Buchstaben, in der D.N.A., gespeichert sind, sprechen Fachleute von Epigenetik oder einem zweiten Code der Biologie. Die Epigenetik steuert die Erbmoleküle, ohne selbst Erbinformation zu sein. Ihre Bedeutung wird immer größer, so Anna Starzinski-Powitz, Humangenetikerin von der Universität Frankfurt.
"Fine-Tuning hört sich so an, als ob alles da wäre, und dann wird nur noch etwas am Schräubchen gedreht. Aber die Epigenetik macht schon grundlegende Sachen. Das ist mehr als Fine-Tuning. Das ist an oder aus. Und wenn bestimmte Gene an sind, kann ein Unglück passieren und wenn andere Gene aus sind, kann ein Unglück passieren."
Das heißt: Wenn etwas falsch läuft, entsteht Krebs. Neben den Mutationen im Erbgut und den epigenetischen Markierungen spielt auch die Verpackung der Erbmoleküle eine Rolle. Auch sie ist Teil der Epigenetik. Wenn die Erbmoleküle in den Zellen falsch verpackt sind, können gefährliche Gene aktiv werden, oder Schutzgene sind nicht mehr aktivierbar. Stephen Baylin und sein Team vom Krebsforschungszentrum an der Johns Hopkins Universität in Baltimore haben herausgefunden, dass derartige epigenetische Fehler ebenso zu Krebs führen können, wie genetische Fehler.
"Bestimmte Änderungen in der Epigenetik führen dazu, dass Mutationen größere Wirkung zeigen. Einzelne Mutationen lassen die Zellen normalerweise absterben. Nur wenn gleichzeitig die epigenetische Steuerung bestimmter Gene gestört ist, kommt es zu ungebremster Zellteilung, also Krebs. Wir müssen diese Zusammenhänge noch genauer untersuchen, aber wir entdecken schon jetzt immer mehr Belege für die Bedeutung epigenetischer Prozesse bei Krebs."
Wenn ein Tumor wächst oder Krebszellen sich im Körper ausbreiten, kommt es zu weiteren genetischen Veränderungen. Solche sekundären Mutationen können den Krebs unempfindlich machen gegen Medikamente. Stephen Baylin hat entdeckt, dass sich Tumoren und Krebszellen mit der Zeit auch in ihrer Epigenetik verändern. Bestimmte Gene werden angeschaltet, andere ausgeschaltet, sobald die Krebszellen von Medikamenten angegriffen werden. Die Zellen wehren sich gegen die Wirkstoffe und werden unempfindlich.
"Diese unempfindlichen Zellen können durch epigenetische Veränderungen entstehen. Sobald die Tumorzellen durch Wirkstoffe bedroht sind und unter Stress stehen, schalten sie alle empfindlichen Gene ab und überleben den Angriff, das haben neueste Forschungsergebnisse gezeigt. Eines der Hauptprobleme bei der Krebsbehandlung hat demnach eine epigenetische Ursache."
Dieses Wissen um die Epigenetik wird in den USA bereits in einer klinischen Studie zur Behandlung von Lungenkrebspatienten eingesetzt, so Stephen Baylin von der Johns Hopkins Universität. Das Konzept sei überzeugend, so Baylin. Aber noch sei es zu früh, um über mögliche Erfolgsaussichten zu sprechen.
"Krebs ist ja eine Krankheit des Genoms einer Einzelzelle. Die Einzelzelle wird durch Mutationen oder andere Änderungen im Genom in die Lage versetzt, unkontrolliert zu wachsen. Während dieses Wachstums treten weitere Veränderungen auf, die dann zu einem immer aggressiveren Tumor führen können."
Neue Erkenntnisse zeigen jedoch: Die Krebsentstehung ist kein rein genetischer Prozess. Mutationen alleine reichen oft nicht aus, damit aus einer gesunden Zelle eine Krebszelle wird. Zusätzlich müssen bestimmte Schalter an den Erbmolekülen so eingestellt sein, dass die Krebsentstehung nicht verhindert wird.
Robert Feil vom staatlichen französischen Forschungsinstitut für Molekulargenetik in Montpellier erklärt die Bedeutung dieser molekularen Schalter am Erbgut.
"Diese Markierungen unterscheiden sich, wenn man verschiedene Zelltypen vergleicht. Jedes Körpergewebe besitzt eigene Schalter an typischen Stellen. Sie funktionieren als Fine-Tuning, das sich mit dem Alter verändert. So kommt es, dass in jedem Gewebe andere Gene aktiv sind."
Da diese Mechanismen nicht im Code der biologischen Buchstaben, in der D.N.A., gespeichert sind, sprechen Fachleute von Epigenetik oder einem zweiten Code der Biologie. Die Epigenetik steuert die Erbmoleküle, ohne selbst Erbinformation zu sein. Ihre Bedeutung wird immer größer, so Anna Starzinski-Powitz, Humangenetikerin von der Universität Frankfurt.
"Fine-Tuning hört sich so an, als ob alles da wäre, und dann wird nur noch etwas am Schräubchen gedreht. Aber die Epigenetik macht schon grundlegende Sachen. Das ist mehr als Fine-Tuning. Das ist an oder aus. Und wenn bestimmte Gene an sind, kann ein Unglück passieren und wenn andere Gene aus sind, kann ein Unglück passieren."
Das heißt: Wenn etwas falsch läuft, entsteht Krebs. Neben den Mutationen im Erbgut und den epigenetischen Markierungen spielt auch die Verpackung der Erbmoleküle eine Rolle. Auch sie ist Teil der Epigenetik. Wenn die Erbmoleküle in den Zellen falsch verpackt sind, können gefährliche Gene aktiv werden, oder Schutzgene sind nicht mehr aktivierbar. Stephen Baylin und sein Team vom Krebsforschungszentrum an der Johns Hopkins Universität in Baltimore haben herausgefunden, dass derartige epigenetische Fehler ebenso zu Krebs führen können, wie genetische Fehler.
"Bestimmte Änderungen in der Epigenetik führen dazu, dass Mutationen größere Wirkung zeigen. Einzelne Mutationen lassen die Zellen normalerweise absterben. Nur wenn gleichzeitig die epigenetische Steuerung bestimmter Gene gestört ist, kommt es zu ungebremster Zellteilung, also Krebs. Wir müssen diese Zusammenhänge noch genauer untersuchen, aber wir entdecken schon jetzt immer mehr Belege für die Bedeutung epigenetischer Prozesse bei Krebs."
Wenn ein Tumor wächst oder Krebszellen sich im Körper ausbreiten, kommt es zu weiteren genetischen Veränderungen. Solche sekundären Mutationen können den Krebs unempfindlich machen gegen Medikamente. Stephen Baylin hat entdeckt, dass sich Tumoren und Krebszellen mit der Zeit auch in ihrer Epigenetik verändern. Bestimmte Gene werden angeschaltet, andere ausgeschaltet, sobald die Krebszellen von Medikamenten angegriffen werden. Die Zellen wehren sich gegen die Wirkstoffe und werden unempfindlich.
"Diese unempfindlichen Zellen können durch epigenetische Veränderungen entstehen. Sobald die Tumorzellen durch Wirkstoffe bedroht sind und unter Stress stehen, schalten sie alle empfindlichen Gene ab und überleben den Angriff, das haben neueste Forschungsergebnisse gezeigt. Eines der Hauptprobleme bei der Krebsbehandlung hat demnach eine epigenetische Ursache."
Dieses Wissen um die Epigenetik wird in den USA bereits in einer klinischen Studie zur Behandlung von Lungenkrebspatienten eingesetzt, so Stephen Baylin von der Johns Hopkins Universität. Das Konzept sei überzeugend, so Baylin. Aber noch sei es zu früh, um über mögliche Erfolgsaussichten zu sprechen.