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Zellen
Zellen des Gebärmutterhalses, die bereits Krebsmerkmale aufweisen (Foto: Institut für Pathologie, Universitätsklinikum Heidelberg)
Krebszellen von innen verbrennen

Wenn eine Krebszelle mehr Sauerstoff verbraucht, als sie tatsächlich benötigt, verliert sie ihre Fähigkeit, zu wachsen. Der angeheizte Stoffwechsel der Krebszelle führt dazu, dass sie von innen heraus verbrennt. Auch wenn damit das Prinzip der Tumorausbreitung entschlüsselt ist, wird es noch Jahre dauern, bis daraus anwendbare Therapien entstehen.

Krebs entsteht durch das ungehemmte Wachstum von fehlprogrammierten körpereigenen Zellen. Die Geschwindigkeit des Wachstums ist abhängig von Stoffwechselprozessen, die Energie bereitstellen. Entweder wird die Energie aus der Vergärung von Zucker gewonnen oder aus der Verbrennung von Sauerstoff. Letztere findet in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, statt. Krebszellen machen zu viel Vergärung und zu wenig Verbrennung.

Diese Hypothese stellte der Medizin-Nobelpreisträger Otto Warburg (1883-1970) bereits 1924 in Berlin auf. Diese seitdem als "Warburg-Hypothese" bezeichnete Annahme ist ein Klassiker der medizinischen Grundlagenforschung und wurde trotz intensiver Anstrengungen nie überzeugend widerlegt, aber ebenso wenig bewiesen. Jetzt hat eine Gruppe von Jenaer und Potsdamer Wissenschaftlern den Nachweis geführt, dass die Warburg-Hypothese stimmt.

Das Wissenschaftlerteam bewies am Beispiel von Dickdarmkrebs das Oxidationsproblem von Tumorzellen. Die Forscher zwangen die Krebszellen mehr zu atmen, also oxidativen Stoffwechsel zu betreiben. Sie nutzen dazu als "Werkzeug" das Protein Frataxin, welches sie mittels molekularbiologischer Techniken in die Mitochondrien einsetzten. Mit Hilfe dieses Werkzeugs konnten die Stoffwechselaktivitäten in den Krebszellen erhöht werden.

Im Ergebnis verloren die Zellen die Fähigkeit, bösartige Geschwulste in Versuchstieren zu bilden. "Der Tumor hört im Prinzip auf zu wachsen, weil er gegen seinen Willen vermehrt Sauerstoff verbraucht", fasst Projektleiter Prof. Dr. Michael Ristow von der Universität Jena das Ergebnis zusammen. Damit bewiesen die Forscher, dass die Geschwindigkeit des Tumorwachstums von den Stoffwechselprozessen abhängig ist und dass dies erfolgreich beeinflusst werden kann.

Doch das Forscherteam war mit diesem ersten Beweis der Warburg-Hypothese noch nicht zufrieden. In einer weiteren Studie schalteten sie im Versuch den oxidativen Stoffwechsel in Leberzellen aus. Im Ergebnis breiteten sich nicht nur Tumorzellen schneller aus. "Selbst anfänglich ,gesunde' Zellen begannen, wie Tumore zu wachsen", erläutert Ristow. Damit glauben die Forscher, einen wichtigen Mechanismus der Tumorausbreitung entschlüsselt und experimentell angewandt zu haben.

Jetzt wollen sie damit beginnen, weitere pharmazeutisch wirksame Stoffe zu suchen, um den Stoffwechsel von Krebszellen zu erhöhen. Außerdem will Ristow erforschen, ob dieses Prinzip für alle Tumorarten gilt. "Der Nachweis dauert mindestens drei Jahre", weiß der Wissenschaftler. Und auch zu große Hoffnungen in schnelle Heilung von Tumorerkrankungen sollte man zurückstellen. Denn, so Ristow, es dauere selbst im Idealfall weitere fünf bis zehn Jahre, ehe ermittelt sein wird, ob dieser Behandlungsansatz überhaupt im krebskranken Menschen umzusetzen ist.

WANC 10.01.06/idw

Neuer Wirkstoff programmiert Tumorzellen um

Krebsgewebe aushungern

Innovativer Therapieansatz gegen Krebs-Metastasen

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