Können krebsauslösende Gene stillgelegt werden?

Krebs ist „auf zellulärer Ebene“ eine genetische Erkrankung. Er entsteht durch die Anhäufung von Mutationen, also Schäden, in Genen, die die Vermehrung und Kommunikation der Zellen ermöglichen. Genetische Therapien, die an der Ursache der Krebsentstehung ansetzen, sind äußerst vielversprechend.

Bekanntlich enthalten unsere Zellen ein steuerndes Molekül namens DNA. Durch ihre „genetische Information“ ermöglicht die DNA die lebenswichtigen Vorgänge im Körper. Diese Aufgabe erfüllt sie mithilfe der Proteine, der funktionellen Substanzen unseres Körpers. Die Proteinsynthese wird durch ein komplexes und empfindliches System kontrolliert. Auf genetischer Ebene sind MikroRNAs für diese Kontrolle verantwortlich.

Unter normalen Bedingungen umfasst die Proteinsynthese die Übertragung der Information aus der DNA auf ein als mRNA bezeichnetes Botenmolekül und die Herstellung eines Proteins anhand dieser Information. Soll die Proteinproduktion verhindert werden, bindet ein MikroRNA-Molekül, das die mRNA erkennt. Da die entstehende Doppelhelix eine viraler DNA ähnliche Struktur besitzt, wird sie vom Immunsystem zerstört. Dadurch wird die Proteinsynthese verhindert. In den letzten Jahren gelang es Forschern, MikroRNAs zu isolieren und die Genaktivität künstlich zu verändern.

Laut einer in der angesehenen Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie können MikroRNAs die Metastasierung von Brustkrebszellen verhindern.

Die wichtigste Aufgabe der MikroRNAs ist die Regulation der Genaktivität. Wird dieser Mechanismus durch Einzelnukleotidpolymorphismen (single nucleotide polymorphism) gestört, verändert sich die Genaktivität, wodurch das Krebsrisiko steigt. Betrachten wir beispielsweise ein Gen, das die Zellvermehrung ermöglicht: Unter normalen Bedingungen binden MikroRNAs an dieses Gen und verhindern seine Aktivierung. Die Veränderung eines einzigen Nukleotids in diesem Gen kann jedoch dazu führen, dass die MikroRNA nicht mehr bindet und das Gen dauerhaft aktiv bleibt.

In dieser Studie gelang es den Forschern, einzelne Nukleotidveränderungen in brustkrebsverursachenden Genen sowie die MikroRNAs zu identifizieren, die die Aktivität dieser Gene steuern. Mithilfe gentechnischer Verfahren veränderte MikroRNAs wurden durch Nanopartikel zum Tumorgebiet transportiert. Um die Wirksamkeit der Behandlung zu erhöhen, wurde dem Nanopartikel auch das Chemotherapeutikum Cisplatin hinzugefügt. Bei dieser Behandlung an Versuchstieren wurden eine deutliche Verringerung der Tumorwachstumsgeschwindigkeit und eine geringere Ausbreitung in andere Gewebe beobachtet.

Fazit

• MikroRNAs sind wichtige Moleküle, die an der Kontrolle der Genaktivität beteiligt sind. Eine Störung ihrer Funktion durch verschiedene Mechanismen erhöht das Krebsrisiko.
• Diese Studie zeigt, dass die kombinierte Anwendung von Nanotechnologie, herkömmlicher Chemotherapie und Gentherapie großes Potenzial für die Krebsbehandlung besitzt.