Wie entsteht Krebs und wie schreitet er fort?

Obwohl Krebs im Alltag als eine einzige Krankheit wahrgenommen wird, bezeichnet der Begriff tatsächlich viele unterschiedliche Erkrankungen. Sie können in verschiedenen Körperregionen entstehen und auf unterschiedlichen molekularen Grundlagen beruhen. Allen gemeinsam ist jedoch die Neigung der Zellen zu unkontrolliertem Wachstum. Dieses abnorme Zellverhalten kann die Körperfunktionen erheblich beeinträchtigen und unsere Gesundheit schwer schädigen. Doch wie entsteht Krebs und wie schreitet er fort? In diesem Beitrag betrachten wir den Prozess der Krebsentwicklung im Detail.

Krebs als genetische Erkrankung

Der Prozess der Zellteilung unterliegt einer strengen Kontrolle. Wie kann dennoch Krebs entstehen? Die Antwort auf diese Frage liegt in den Mutationen.

Der Hauptgrund dafür, Krebs als genetische Erkrankung zu bezeichnen, sind die im genetischen Material (DNA) der Zellen angesammelten Mutationen. Diese Mutationen treten meist in Genen auf, die die Teilung und das Wachstum der Zellen steuern.

1. Anhäufung genetischer Veränderungen: Normale Zellen wachsen und teilen sich dank regulatorischer Signale in einem ausgewogenen Verhältnis. Durch Umweltfaktoren (beispielsweise Rauchen, Strahlung oder krebserregende Stoffe), seltener durch erbliche Faktoren oder zufällige genetische Mutationen entstehen jedoch Veränderungen der DNA. Wenn sich diese Mutationen in Genen ansammeln, die Zellwachstum und Zelltod steuern, beginnen die Zellen, sich abnorm zu verhalten.

2. Verlust der regulatorischen Kontrolle: Infolge genetischer Mutationen reagieren die Zellen nicht mehr auf diese regulatorischen Signale. Die Kontrolle über ihre Teilung und ihr Wachstum geht verloren. Die Zellen beginnen, sich unkontrolliert zu teilen und zu vermehren, was zur Tumorbildung führt.

3. Umgehung des Zelltods durch abnorme Zellen: Normalerweise können die Abwehrmechanismen des Körpers abnorme Zellen erkennen und beseitigen. Krebszellen können diesen Mechanismen jedoch dank Mutationen entgehen und überleben.

4. Metastasierung und Ausbreitung: Darüber hinaus erwerben Krebszellen die Fähigkeit zur Metastasierung (Ausbreitung in andere Gewebe). Dadurch breitet sich der Krebs im Körper aus und wird zu einer tödlichen Erkrankung, deren Behandlung schwierig ist.

Der Beginn von Krebs: Die Rolle der Mutationen

Krebs beginnt in der Regel mit der Anhäufung von Mutationen in einer Zelle. Mutationen sind Veränderungen der zellulären DNA, die den Zellteilungszyklus beeinflussen können.

Der Prozess der Entstehung einer Krebszelle schreitet in einer Zelle durch die allmähliche Anhäufung von Mutationen schrittweise voran. Einige dieser Mutationen verschaffen der Zelle einen Überlebensvorteil und beschleunigen so das Fortschreiten des Krebses. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass Krebs in der Regel durch die Anhäufung von 2 bis 20 Mutationen entsteht und dass dies über einen langen Zeitraum geschieht. Der Großteil dieser Mutationen tritt in Genen auf, die das Zellwachstum fördern oder die Mechanismen des Zelltods stören.

1. Die erste Mutation kann der Zelle einen bestimmten Wachstumsvorteil verschaffen und dadurch den Zellzyklus beschleunigen oder DNA-Reparaturmechanismen beeinträchtigen. Die Zelle mit dieser Mutation beginnt, sich schneller zu teilen, sodass ein Zellklon mit der Mutation entsteht.
2. Im weiteren Verlauf entsteht in einer der Zellen, die diese Mutation tragen, eine zweite Mutation. Diese zweite Mutation führt dazu, dass der Krebs schneller fortschreitet. Sie kann der Zelle einen zusätzlichen Wachstumsvorteil und damit eine höhere Teilungsfähigkeit verleihen. Gleichzeitig kann sie die Fähigkeit zur Metastasierung steigern oder Eigenschaften wie das Entgehen der Immunabwehr fördern.
3. In diesem Stadium beginnen die Zellen, immer mehr Mutationen anzusammeln. Mit der Zeit gerät die Zelle durch die Anhäufung von Treibermutationen vollständig außer Kontrolle, und der Krebsprozess beschleunigt sich.

Mutationen können auf verschiedene Weise entstehen:

• Einzelbasenaustausch: Die Veränderung einer Base in der DNA kann die Funktion von Proteinen beeinflussen.
• Verlust oder Vervielfältigung (Deletion/Duplikation): Der Verlust oder die Kopie eines bestimmten DNA-Abschnitts kann wichtige Gene betreffen und der Zelle einen Wachstumsvorteil verschaffen.
• Umlagerungen (Rearrangements): Großräumige Veränderungen wie der Austausch von Abschnitten zwischen Chromosomen oder die Verlagerung von Genen kommen in Krebszellen häufig vor. Beispielsweise ist die als Translokation bezeichnete Anlagerung eines Chromosomenabschnitts an ein anderes Chromosom ein wichtiges Ereignis bei Krebs.

Driver- (Treiber-) und Passenger- (Mitläufer-) Mutationen

Im Verlauf der Krebsentwicklung bewirken einige Mutationen, dass Zellen schneller und unkontrolliert wachsen. Diese Mutationen werden als „Driver“ (Treiber) bezeichnet. Treibermutationen spielen beim Beginn und beim Fortschreiten von Krebs eine zentrale Rolle. Allerdings tragen nicht alle Mutationen, die sich in Krebszellen ansammeln, zum Fortschreiten bei. Solche Mutationen werden als „Passenger“ (Mitläufer) bezeichnet. Passagiermutationen häufen sich zufällig an und haben meist keine krebsauslösende Wirkung. Ihre Anhäufung erhöht jedoch die genetische Komplexität der Krebszelle.

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Eigenschaften von Krebszellen: Unkontrolliertes Wachstum und Metastasierungsfähigkeit

Das auffälligste Merkmal von Krebszellen ist ihre Fähigkeit zu unkontrolliertem Wachstum. Im Gegensatz zu normalen Zellen halten sie sich nicht an einen geregelten Zellzyklus, sondern teilen sich rasch und erzeugen viele Kopien ihrer selbst. Dieses unkontrollierte Wachstum verschafft ihnen einen Vorteil gegenüber den umgebenden normalen Zellen und kann zur Tumorbildung führen. Mit zunehmender Größe verdrängt der Tumor normale Zellen und beeinträchtigt so die normale Funktion des Gewebes.

Nachdem sich Krebszellen in einem Tumor angesammelt haben, können sie außerdem die Fähigkeit besitzen, sich in andere Körperregionen auszubreiten, also zu metastasieren. Die Fähigkeit zur Metastasierung ist die Ursache von 90% der krebsbedingten Todesfälle, da die Ausbreitung des Krebses die Behandlung erschwert und die Funktion lebenswichtiger Organe bedroht.

Einfluss genetischer und umweltbedingter Faktoren auf Krebs

Die Entstehung und das Fortschreiten von Krebs können durch genetische Veranlagung und Umweltfaktoren beeinflusst werden. Erbliche Krebssyndrome können dazu führen, dass mehrere Mitglieder einer Familie an derselben Krebsart erkranken. Personen mit erhöhtem Krebsrisiko tragen dabei von Geburt an Mutationen, die eine Veranlagung für bestimmte Krebsarten bewirken. So erhöhen beispielsweise Mutationen in Genen wie BRCA1 und BRCA2 das Brustkrebsrisiko erheblich. Personen mit solchen Mutationen können weitere krebsverursachende Mutationen schneller ansammeln.

Auch Umweltfaktoren können das Krebsrisiko erhöhen. Als Karzinogene bezeichnete chemische und physikalische Einflüsse fördern durch Schädigung der DNA die Entstehung von Mutationen. Beispielsweise können Adipositas, Rauchen und die Einwirkung von UV-Licht die Mutationsrate in Zellen erhöhen und so eine Krebsanfälligkeit schaffen. Genetische und umweltbedingte Faktoren können somit die Anhäufung von Mutationen beschleunigen, die die Krebsentwicklung in einer Zelle beeinflussen.

Zusammenfassung

• Krebs ist der Oberbegriff für sehr unterschiedliche Erkrankungen, die durch unkontrolliertes Zellwachstum gekennzeichnet sind.
• Krebszellen weisen Eigenschaften wie schnelle Teilung, das Entgehen von Schutzmechanismen und die Fähigkeit zur Metastasierung auf.
• Mutationen spielen bei der Krebsentwicklung eine zentrale Rolle. Einige dieser Mutationen werden als Treibermutationen bezeichnet und lösen die Entstehung und das Fortschreiten von Krebs aus.
• Passagiermutationen sind Mutationen, die sich ansammeln, ohne zur Krebsentwicklung beizutragen.
• Genetische und umweltbedingte Faktoren können den Prozess der Krebsentstehung beeinflussen.

Die Entstehung und das Fortschreiten von Krebs sind somit ein komplexer Prozess, der aus dem Zusammenwirken vieler Faktoren hervorgeht. Wie in diesem Beitrag erläutert, bilden Mutationen durch ihre Auswirkungen auf die Zellen die Grundlage der Krebsentwicklung. Ein besseres Verständnis davon, wie Krebs durch das Zusammenspiel genetischer Veranlagung, umweltbedingter Karzinogene und zellulärer Mechanismen entsteht und fortschreitet, wird auch zur Entwicklung wirksamer Behandlungen beitragen.