Was ist eine Mutation? Wie verursacht sie Krebs?

Was ist eine Mutation? Kurzer Überblick

Mutationbedeutet in der kürzesten Definition Veränderung . Genauer ist sie eine Veränderung der Struktur eines Gens durch veränderte einzelne Baseneinheiten in der DNAoder durch Verlust, Einfügung oder Neuordnung größerer Gen- oder Chromosomenabschnitte. Diese genetische Veränderung kann an folgende Generationen weitergegeben werden oder nicht. Ihre Erblichkeit beziehungsweise Nichterblichkeit wird unten genauer betrachtet.

Krebs ist auf zellulärer Ebene eine genetische Erkrankung. In Genen, die Zellvermehrung und Beziehungen zwischen Zellen steuern, führt eine Anhäufung von Mutationen zur Karzinogenese (Krebsentstehung) .

Wie verursachen Mutationen Krebs?

In unseren Zellen liegt die DNA als grundlegendes Steuerungsmolekül. Über ihre Gene ermöglicht sie lebenswichtige Vorgänge im Körper.

Zum besseren Verständnis kurz zur DNA-Struktur: Sie bildet eine Doppelhelix, in der gegenüberliegende Nukleotide eine Leiterstruktur erzeugen. Viele Alltagsfaktoren wie Rauchen, bestimmte Chemikalien, Infektionserreger und UV-Strahlen können diese Struktur schädigen; gegenüberliegende Nukleotide brechen. Solche Veränderungen beziehungsweise Schäden der DNA heißen Mutationen.

Ein Alltagsvergleich: Stellen wir uns die gesamte genetische Information, das Genom, als Buch vor. Sein Alphabet bestehe aus den 4 Nukleotiden der DNA, seine Überschriften entsprächen den Genen. Löschen wir einen Buchstaben oder reißen eine Seite heraus, verliert das Buch seinen Sinn. Ähnlich wirken Genschäden beim Menschen.

DNA-Reparatursysteme

Unsere Zellen haben Abwehrmechanismen gegen Mutationen entwickelt. Diese heißen DNA-Reparatursysteme . Mutationen ihrer Gene gehören zu den wichtigsten Krebsursachen. Krebszellen reparieren durch diese Systeme auch Gene, die bei der Behandlung geschädigt wurden. Ein Forschungsschwerpunkt der letzten Jahre ist die Entwicklung von Therapien wie PARP-Inhibitoren, die DNA-Reparatursysteme angreifen.

Die Anhäufung von DNA-Schäden verursacht Krebs

Eine einzelne Genmutation reicht nicht für unkontrollierte Zellvermehrung aus. Umfassende Untersuchungen zeigten, dass 4 oder mehr Mutationen dazu führen können.

Welche Mutationsbeispiele gibt es?

Mutationen werden in 2 Hauptgruppen eingeteilt: erbliche und nicht erbliche. Anders gesagt unterscheidet man Keimbahnmutationen (germline, in Fortpflanzungszellen, erblich) und somatische Mutationen (in Körperzellen, nicht erblich).

1. Keimbahnmutation: Mutationen in Fortpflanzungszellen (Gameten) werden an Nachkommen weitergegeben. In diesem Fall finden sie sich in jeder Körperzelle. Ursache erblicher Krebssyndromeist die Weitergabe eines geschädigten Gens. Keimbahnmutationen in BRCA1 und BRCA2 erhöhen beispielsweise das Risiko für erblichen Brust- oder Eierstockkrebs . Erbliche Krebsarten machen 10 Prozent aller Fälle aus. Bei mehr als % 50 menschlicher Krebsarten ist das P53-Gen geschädigt. Keimbahnmutationen sind im P53-Gen selten. Als Kontrollgen löst P53 die Krebsentstehung aus; die unkontrollierte Funktion des geschädigten p53 behindert auch das normale Arbeiten anderer Gene.
2. Somatische Mutation: Schäden in Körperzellen, die nicht an Nachkommen weitergegeben werden. Die entstandenen Genschäden bleiben während des Lebens im Körper bestehen. Der Lebensstil wie Adipositas, ungeschützte Sonnenexposition, Rauchen und Infektionserreger ist der wichtigste Faktor für solche Genschäden. Rauchen, ultraviolette Strahlung (UV), Viren und zunehmendes Alter lösen sie aus. Krebs infolge von Genschäden in Körperzellen heißt sporadischer Krebs und macht 80 Prozent aller Fälle aus.

DNA-Schäden beziehungsweise Mutationen sind wichtig für die Krebsforschung, weil sie die Entstehung erklären. Die meisten Krebsarten hängen nicht mit einem einzigen Gen zusammen. Sie entstehen durch Wechselwirkungen mehrerer Gene miteinander und mit der Umwelt. Ein besseres Verständnis der DNA-Schäden wurde in den letzten Jahren durch die Untersuchung von Gen-Umwelt-Beziehungen in der Epigenetik möglich.

Krebsauslösende Mutationen werden durch genetische Tests bestimmt

Bei Krebs dienen genetische Tests 2 grundlegenden Zielen:

1. Durch Nachweis sporadischer, nicht von den Eltern ererbter, sondern im Leben entstandener krebsfördernder Veränderungen im Tumor wird geprüft, ob zielgerichtete Krebsmedikamente geeignet sind.
2. Bei familiärer Krebsvorgeschichte ermöglichen erbliche Krebsgenveränderungen die Berechnung individueller und familiärer Risiken, unterstützen die Früherkennung und helfen, die Eignung von Medikamenten gegen erbliche Krebsgene zu bewerten. Neuen Befunden zufolge gehen etwa 13 Prozent aller Krebsarten auf erbliche Mutationen zurück.

Für genetische Krebstests gibt es unterschiedliche Analyseverfahren

• Molekulargenetische Tests: Sie analysieren ein einzelnes Gen oder einen DNA-Abschnitt, um Varianten oder genetische Störungen verursachende Mutationen zu bestimmen.
• Biochemisch-genetische Tests: Sie untersuchen Menge oder Aktivität der von Genen produzierten Proteine, um DNA-Veränderungen zu erkennen.
• Chromosomale genetische Tests: Sie untersuchen sämtliche Chromosomen oder große DNA-Abschnitte, um genetische Störungen durch fehlende oder überzählige Chromosomen festzustellen.