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Tumorgenome

Der Fingerabdruck des Tabakrauchs

09.11.2016
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Von Christina Hohmann-Jeddi / Durch Rauchen ausgelöste Tumoren weisen charakteristische Mutationsmuster auf. Das ergab eine groß angelegte genetische Untersuchung von mehr als 5000 Genomen von Tumorzellen, die nun im Fachjournal »Science« veröffentlicht wurde.

Tabakrauch enthält mehr als 7000 Substanzen, von denen etwa 70 krebserregend sind. Großen epidemiologischen Studien zufolge erhöht das Rauchen von Tabakprodukten das Risiko für 17 verschiedene Krebsarten. 

 

Der Mechanismus dahinter war bislang aber noch unklar. Die Studie belegt, dass Tabakrauch in Geweben mit direkter Exposition, aber auch in entfernten Organen zu Veränderungen in der DNA führt, die letztlich Krebs hervorrufen können. Die Zahl der Mutationen hängt dabei von der Zahl der gerauchten Zigaretten und dem Organ ab (DOI: 10.1126/science.aag0299).

 

Der Untersuchung zufolge ent­stehen 150 Mutationen in jeder Lungenzelle, wenn ein Jahr lang täglich ein Päckchen Zigaretten geraucht wird. Damit ist die Lunge am stärksten betroffen. Aber auch in anderen Organen sind Veränderungen zu beobachten: Im Kehlkopf etwa treten bei dieser Intensität des Rauchens im Schnitt zusätzlich 97 Mutationen pro Zelle auf, in der Rachenhöhle 39, im Mund 23. Auch Organe wie die Harnblase (18 Mutationen) und die Leber (6 Mutationen), die nicht direkt mit dem Tabakrauch in Berührung kommen, sind betroffen.

 

Unterschiedliche Muster

 

»Bislang hatten wir eine Vielzahl epidemiologischer Hinweise auf die Verbindung zwischen Rauchen und Krebs. Jetzt können wir die von Zigaretten verursachten molekularen Veränderungen in der DNA endlich überprüfen und quantifizieren«, sagt Erstautor Dr. Ludmil Alexandrov vom National Laboratory in Los Alamos im US-Bundesstaat New Mexico. Für die Studie untersuchten die Forscher zusammen mit Kollegen des Wellcome Trust Sanger Institute im englischen Hinxton mehr als 5000 Tumorproben und verglichen solche von Rauchern mit solchen von Menschen, die nie geraucht hatten.

 

Dabei fanden sie im Erbgut von Rauchertumoren bestimmte molekulare Fingerabdrücke. Konkret identifizierten sie bei den 17 untersuchten Krebsarten mehr als 20 Mutationsmuster. Fünf davon brachten die Forscher mit dem Rauchen in Zusammenhang. Eine Variante, die »Signatur 4«, tauchte hauptsächlich in jenen Organen auf, die direkt mit dem Tabakrauch in Kontakt kommen – etwa der Lunge oder dem Kehlkopf. Sie entspricht weitgehend dem Mutationsmuster, das durch den karzinogenen Inhaltsstoff des Tabakrauchs Benzo[a]pyren verursacht wird. Andere Signaturen führten die Forscher auf die Aktivität des Enzyms APOBEC Cytidin-Deaminase zurück, von dem man weiß, dass es Mutationen auslöst. Insgesamt fünf verschiedene Mechanismen, wie Tabakrauch das Erbgut schädigt, konnte die Studie nachweisen. Epigenetische Veränderungen träten durch den Tabakrauch aber nicht auf, so die Forscher.

 

Die Heidelberger Krebsexpertin Dr. Martina Pötschke-Langer hält die Studie vor allem in ihrem Umfang für bedeutsam. »Diese Studie wird sicherlich für große Aufmerksamkeit sorgen«, sagte die ehemalige Leiterin der Stabsstelle Krebsprävention des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) der Nachrichtenagentur dpa. Pötschke-Langer betonte die Unterscheidung der Forscher zwischen Organen, die unmittelbar und mittelbar von dem Tabakrauch berührt werden. »Selbst in der Harnblase und der Leber, also fernen Organen, gibt es Mutationen durch Tabakrauch.«

 

Vollständig ist die Ursache des Krebsrisikos bei Rauchern noch immer nicht entschlüsselt. Vor allem bei jenen Organen, die nicht mit dem Rauch in Berührung kommen, bestehen Unklarheiten. »Unsere Forschung macht deutlich, dass der Weg, auf dem Rauchen Krebs verursacht, noch komplexer ist als gedacht«, sagte Mike Stratton vom Wellcome Trust Sanger Institute. Bekannt ist, dass das Risiko für die meisten Krebsarten schon nach einigen Jahren Rauchverzichts deutlich sinkt. Nach einer Dekade hat der Ex-Raucher laut DKFZ nur noch ein halb so hohes Risiko für Lungenkrebs, wie wenn er weitergeraucht hätte. Bis das Niveau eines Nichtrauchers erreicht ist, dauere es aber 20 bis 30 Jahre. /

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