Krebs durch Cadmium

Das Metall Cadmium löst Krebs aus, ohne selbst Schaden in der Erbinformation anzurichten. Stattdessen hemmt es ein natürliches, zelluläres Reparatursystem, sodass bei der Zellteilung entstehende Fehler an die Tochterzellen weitergegeben werden.

Dass es sich bei Cadmium nicht um einen harmloses weißes Metall, sondern um ein krebserregenden Stoff handelt, ist schon länger bekannt. So erkranken Menschen, die beruflich mit Cadmium arbeiten – etwa bei der Herstellung von Batterien, beim Schweißen und beim Recycling des Metalls – signifikant häufiger an Lungen- und Prostatakrebs, so eine Studie des Berufsgenossenschaftlichen Instituts für Arbeitssicherheit.

Wie genau Cadmium jedoch zu Krebserkrankungen führt, war bislang unklar. Wissenschaftler des National Institutes of Health in North Carolina haben nun bei einem Modellorganismus der Wirkung des Metalls nachgespürt. Ihre Ergebnisse veröffentlichte das Team um Dmitry Gordenin in der Fachzeitschrift Nature Genetics (Online-Veröffentlichung vom 8. Juni 2003).

Im Gegensatz zu vielen anderen krebserregenden Stoffen wirkt Cadmium nicht direkt auf das Erbgut der Zelle. Statt im langen DNA-Faden für einzelne Fehler – die so genannten Mutationen – zu sorgen, stört es ein essenzielles Reparatursystem der Zelle, das DNA-Mutationen ausbessert. Denn jedes Mal, wenn sich die Zelle teilt, muss sie zuvor ihr Erbgut verdoppeln. Bei der Vielzahl der abzulesenden Bausteine schleichen sich regelmäßig Fehler in die Kopien ein. Ein zelluläres Kontrollenzym korrigiert jedoch die meisten fehlerhaften Sequenzen.

Dies geschieht jedoch nicht, wenn die Zelle einer geringen, aber ständigen vorhandenen Konzentration von Cadmium ausgeliefert ist. Dann versagen alle Kontroll- und Reparaturmechanismen, und tödliche Fehler häufen sich auf das Zweitausendfache vom Normalwert. Bis zur Entstehung einer entarteten Krebszelle ist es dann nur noch ein kleiner Schritt.

Die verheerende Wirkung zeigte sich den Wissenschaftlern, als sie Hefezellen ständig einer Konzentration von 5 µMol Cadmiumchlorid aussetzten. Bei den meisten aufgetretenen Fehlern handelt es sich um einzelne Basenaustausche im Erbgut und Verschiebungen im Leseraster. Normalerweise repariert die Zelle solche Fehler relativ leicht, da immer ein zweiter – unbeschädigter - DNA-Strang vorliegt. Fällt der dafür zuständigen korrekturlesenden Polymerase (Proofreading Polymerase) ein beschädigter Bereich auf, löst sie die Phospodiesterbindungen und entfernt die fehlerhaft gepaarte Base. Ein weiteres Enzym füllt den fehlenden Baustein anhand der Information des intakten Strangs wieder auf und ein drittes schließt die Lücke im Gerüst wieder.

Untersuchungen des Teams an menschlichen Zellen legen nahe, dass auch hier zumindest eines der wichtigen Reparaturenzyme durch Cadmium gehemmt wird. Außerdem scheinen schon sehr geringe Konzentrationen gesundheitsschädlich zu sein. So könnten bereits die in verseuchtem Trinkwasser oder der Nahrung enthaltenen Mengen zu Schäden führen. Wer raucht, verdoppelt die durchschnittliche Cadmiumaufnahme pro Tag. Durch die hohe Halbwertszeit von 20 Jahren reichert sich das Metall im menschlichen Körper an und blockiert die wichtigen zellulären Kontrollsysteme.

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