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Krebs-Genome

Atlas der Mutationen erstellt

05.01.2010  11:42 Uhr

Von Christina Hohmann / Ein Forscherkonsortium hat die vollständigen Genome von zwei Tumorarten, einer Haut- und einer Lungenkrebsart, sequenziert. Die Analyse zeigt, dass der größte Teil der mehreren 10 000 Mutationen auf die Karzinogene UV-Licht und Tabakrauch zurückgeht.

Seitdem die Sequenzierung des Erbguts sehr viel einfacher und schneller als früher möglich ist, arbeiten Forscher weltweit daran, Genome von Tumoren zu analysieren. Sie wollen den genetischen Ursachen der Krebsentstehung auf den Grund gehen. So hat sich das »Cancer Genome Atlas«-Programm zur Aufgabe gemacht, innerhalb von zehn Jahren alle krebsrelevanten Genvarianten für 230 Krebsarten zu erkunden und in eine Erbgutkartei, den sogenannten Cancer Genome Atlas, einzutragen. Auch das Cancer Genome Project erforscht das Erbgut von Tumoren. Die ersten Ergebnisse der Forschungsanstrengungen wurden schon publiziert: Das Genom eines Brustkrebs- und eines Leukämie-Patienten, jeweils als Vergleich zwischen Krebszelle und gesunder Körperzelle, wurden bereits veröffentlicht.

Nun haben Wissenschaftler vom Wellcome Trust Sanger Institute im britischen Hinxton zwei weitere Krebs-Genome entziffert. Im Fachjournal »Nature« veröffentlichten sie das Erbgut eines Patienten mit malignem Melanom (doi: 10.1038/nature08658) und das eines Patienten mit kleinzelligem Bronchialkarzinom (doi: 10.1038/nature08629). Auch hier haben die Forscherteams jeweils die DNA gesunder Körperzellen mit der von Tumorzellen desselben Patienten verglichen. Die Zahl der Mutationen in den Krebszellen ist enorm hoch: In den Melanoma-Zellen waren es 33 345, in den Bronchialkrebszellen 22 910 Mutationen. Diese Veränderungen waren nicht gleichmäßig über das gesamte Genom verteilt, sondern befanden sich in großer Zahl in den sogenannten »Genwüsten«, den nicht codierenden Abschnitten der DNA. Dies weist nach Ansicht der Wissenschaftler darauf hin, dass viele Mutationen in den wichtigen codierenden Abschnitten durch DNA-Reparaturmechanismen beseitigt wurden.

 

»Wir sehen den verzweifelten Versuch unseres Genoms, sich gegen die schädlichen Einflüsse von Chemikalien aus Tabakrauch oder von UV-Licht zu schützen«, schreibt Professor Dr. Mike Stratton vom Wellcome Trust Sanger Institute in einer Pressemiteilung der Einrichtung. »Unsere Zellen kämpfen, um den Schaden zu reparieren, verlieren aber regelmäßig den Kampf.« Wenn Mutationen in wichtigen Genen nicht rechtzeitig beseitigt werden, können Kon­trollmechanismen verloren gehen, die Zelle teilt sich dann unkontrolliert und es entsteht Krebs.

 

Die Forscher analysierten auch die Art der Mutationen, was ihnen hilft, die Frage zu klären, ob die Karzinogene UV-Licht oder Tabakrauch die DNA direkt schädigen oder indirekt, indem sie die Reparaturmechanismen beeinträchtigen. Der Untersuchung zufolge betreffen die meisten Mutationen sowohl beim Lungen- als auch beim Hautkrebs nur eine Base, die verändert ist. Diese Mutationen seien auf den karzinogenen Effekt von UV-Einstrahlung beziehungsweise von Substanzen im Tabakrauch zurückzuführen, schreiben die Wissenschaftler. Dies belege, dass die beiden Tumorarten weitestgehend vermeidbar wären, wenn die schädlichen Einflüsse gemieden würden. »Das Mutationsmuster, das wir gefunden haben, entspricht dem, was wir für Tabakrauch erwartet hatten«, sagt Dr. Peter Campbell, der die Lungenkrebs-Untersuchung leitete. Ihm zufolge verursacht das Rauchen von 15 Zigaretten im Schnitt eine Mutation, die im Genom verankert bleibt. Ähnliche Ergebnisse zeigen sich auch für das Hautkrebs-Genom. Die Forscher um Stratton entdeckten, dass die meisten der 33 000 Mutationen durch Sonneneinstrahlung entstanden. Auch hier sei zu erkennen, dass die Zelle versucht hat, das Genom zu schützen. Nur 182 der 33 000 Mutationen befanden sich in codierenden DNA-Abschnitten. Die nächste Aufgabe der Forscher besteht darin, die Mutationen zu identifizieren, die für die Krebsentstehung verantwortlich sind. Mithilfe der neuen Daten und der vielen Daten zu Krebs-Genomen, die in Zukunft noch hinzukommen werden, hoffen die Forscher, die Biologie der Krebsentstehung besser verstehen und Diagnostik und Therapie voranbringen zu können. /

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