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Wenn die Guten zu den Bösen werden

Sie gelten als erbitterte Gegner: Antioxidantien und reaktive Sauerstoffspezies (ROS), landläufig eher als freie Radikale bekannt. Die Rollen schienen dabei bisher klar verteilt: Gibt es zu viele ROS in der Zelle, beginnen die aggressiven Teilchen, sämtliche Zellbestandteile zu attackieren und beachtliche Schäden anzurichten ? unter anderem an der Erbsubstanz DNA. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass sich Fehler beim Kopieren derselben einschleichen ? und das wiederum gilt als Risikofaktor für das Entarten einer Zelle, also den Beginn einer Krebserkrankung. Antioxidantien erscheinen in diesem Szenario wie der Prinz im Märchen auf der Bildfläche und retten die Zelle vor den Angriffen der ROS, indem sie diese unschädlich machen. Antioxidantien sind also die Guten, ROS die Bösen. Doch wie so oft in der Biologie scheint auch hier die Welt nicht so einfach gestrickt zu sein wie bisher angenommen, hat jetzt ein internationales Forscherteam gezeigt: Es gibt nämlich offenbar Fälle, in denen die Rollen genau andersherum verteilt sind.

Im Mittelpunkt solcher Situationen steht ein Protein namens Nrf2. Es ist ein sogenannter Transkriptionsfaktor, ein Molekül also, das die Aktivierung von Genen anstoßen kann. Im Fall von Nrf2 sind das diverse Schutzgene, darunter auch viele, die für die Versorgung der Zelle mit Antioxidantien zuständig sind. Normalerweise ist Nrf2 eher wenig präsent ? das Protein ist recht instabil und zerfällt kurz nach seiner Bildung wieder. Gibt es aber Stress in der Zelle, sorgt ein anderes Eiweißmolekül dafür, dass der Transkriptionsfaktor stabilisiert wird. Die Folge: Die Antioxidantienproduktion in der Zelle läuft an und die angreifenden ROS können neutralisiert werden.

Doch was eigentlich zum Schutz der Zelle gedacht ist, kann auch genau den gegenteiligen Effekt haben: Bereits frühere Studien hatten gezeigt, dass in manchen Krebszellen nicht etwa zu geringe, sondern vielmehr zu hohe Nrf2-Spiegel zu finden sind. Eine zu umfassende Beseitigung der ROS verhindert demnach in diesen Fällen nicht etwa die Tumorentstehung, sie scheint sie sogar zu fördern, legten diese Ergebnisse nahe. Um das genauer zu untersuchen, schauten sich die Wissenschaftler in der aktuellen Studie nun an, was einige bekannte Onkogene ? krebsfördernde Genvarianten ? mit dem ROS-Spiegel und dem Nrf2-Level machen. Das Ergebnis: Mindestens vier verschiedene Onkogene verringern, wenn sie in Mäusezellen eingeschleust werden, aktiv die Menge an freien Radikalen innerhalb der Zelle. Das gelingt ihnen, indem sie die Nrf2-Produktion erhöhen und damit das antioxidative Programm der Zelle verstärkt ablaufen lassen. Fehlt den Mäusen dagegen das Nrf2-Gen, verlieren die Onkogene ihre Schlagkraft und schaffen es nicht, Tumoren in den Tieren wachsen zu lassen. Erst die Bereitstellung von Antioxidantien stellt die tumorbildende Funktion der Onkogene wieder her.

Der Mechanismus scheint vor allem in den frühen Stadien der Tumorentstehung wichtig zu sein, schreiben die Forscher. Daraus sollte man jedoch keinesfalls schließen, dass eine sehr antioxidantienreiche Ernährung das Krebsrisiko erhöhe, betonen sowohl das Team als auch die beiden Krebsforscher Rushika Perera und Nabeel Bardeesy, die einen Kommentar zur Studie geschrieben haben. Zum einen sei die vorliegende Situation mit einem fehlenden oder fehlerhaften Nrf2-Gen beim Menschen sehr selten anzutreffen, und zum anderen gebe es durchaus auch Studien, die gezeigt hätten, dass eine bessere antioxidative Versorgung und eine Stabilisierung von Nrf2 der Krebsentstehung entgegenwirkt. Was nun im Organismus überwiegt, sollen weitere Untersuchungen klären ? vielleicht ergeben sich ja neue Ansätze, um Krebs vorzubeugen oder sogar das Wachstum eines bereits vorhandenen Tumors zu stoppen.

Originalarbeit: Gina DeNicola (Cancer Research UK Cambridge Institute) et al.: Nature, Bd. 475, S. 106 Kommentar: Rushika Perera und Nabeel Bardeesy (Harvard Medical School, Boston): Nature, Bd. 475, S. 43 wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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