Telomerase 1984 – Ein neues therapeutisches Ziel für viele Krankheiten

Jedes Chromosom in unseren Zellen besteht aus einem langen, gewundenen DNA-Molekül, das um ein Proteingerüst gewickelt ist. An den Enden aller Chromosomen befindet sich eine besondere Schutzkappe namens Telomer , die eine als TTAGGG dargestellte Basensequenz enthält. 

Das Enzym, das die DNA für die Zellteilung kopiert, kann nicht jedes Chromosom vollständig bis zum Ende kopieren. Das Telomer gleicht diesen möglichen Mangel jedoch aus. Denn die Endstücke bestehen lediglich aus TTAGGG und können sich mehr als 1000-mal wiederholen. Bei jeder Zellteilung geht durch diesen Erosionsvorgang allerdings ein Teil des Telomers verloren. Wird es zu kurz, kann das Chromosom in diesen „alten“ Zellen nicht mehr kopiert werden. Viele Körperzellen treten in einer Kulturschale nach etwa 50 Zellteilungen in einen Zustand der Seneszenz (Teilungsunfähigkeit) ein.

Die Biologinnen Carol Greider und Elizabeth Blackburn entdeckten 1984 bei Untersuchungen an dem mikroskopisch kleinen Einzeller Tetrahymena die Telomerase. Dieses Enzym besitzt einen RNA-Bestandteil, kann die Erosion der Chromosomen verhindern und die Telomere verlängern, indem es TTAGGG an den Chromosomenenden wieder ergänzt.

Die Telomerase -Aktivität ist in den meisten somatischen (nicht der Fortpflanzung dienenden) Zellen sehr gering. Aktiv ist die Telomerase jedoch in fetalen Zellen, erwachsenen Keimzellen, die Spermien und Eizellen hervorbringen, in Zellen des Immunsystems und in Tumorzellen. Alle diese Zellen können sich regelmäßig teilen. 

Diese Entdeckungen deuten auf einen Zusammenhang zwischen Telomeraseaktivität, Alterung und Krebs hin. Um die Lebensspanne zu verlängern (indem Zellen unsterblich gemacht werden) oder Krebs zu verhindern (indem die Unsterblichkeit verändert wird und Zellen fortlaufend in sterbliche Zellen geteilt werden), werden deshalb die Aktivierung oder Inaktivierung der Telomerase und die Möglichkeit, diese gezielt auszulösen, in verschiedenen Experimenten untersucht. 

Einige Erkrankungen des Menschen mit vorzeitiger Alterung sind mit kurzen Telomeren verbunden. Außerdem wurde bei den meisten menschlichen Tumoren eine Aktivierung der Telomerase festgestellt. Dabei ist zu bedenken, dass sich der einzellige Süßwasserorganismus Tetrahymena wegen seiner aktiven Telomerase unbegrenzt teilen kann und tatsächlich unsterblich ist.

Greider und Blackburn erklären: 

„Anfang der 1980er-Jahre untersuchten Wissenschaftler die Aufrechterhaltung der Chromosomen in Tetrahymena nicht mit dem Ziel, mögliche Krebstherapien zu finden ... Bei der Erforschung der Natur lässt sich nie vorhersagen, wann und wo grundlegende Prozesse sichtbar werden.“

Beschreibung der Abbildung zum Beitrag: Mäuse, die so verändert wurden, dass ihnen Telomerase fehlt, altern vorzeitig. Wird das Enzym jedoch ersetzt, erlangen sie ihre Gesundheit zurück. Forschende können bestimmte Färbungen verwenden, um bei Mäusen die Entwicklung und Degeneration von Knochen und Knorpel zu untersuchen.

Im Text erwähnte historische Persönlichkeiten: Elizabeth Helen Blackburn (geb. 1948), Carolyn Widney „Carol“ Greider (geb. 1961)

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