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09. Apoptose und Krebs: Wie der Körper geschädigte Zellen entfernt
09 · Apoptose und Krebs: Wie der Körper geschädigte Zellen entfernt
Apoptose ist ein regulierter Prozess, durch den der Körper nicht mehr benötigte oder geschädigte Zellen entfernt. Sie hilft, das Gleichgewicht im Gewebe aufrechtzuerhalten, und gehört zu den Schutzmechanismen gegen die Entstehung von Tumoren.
Dieser Artikel erklärt die Rolle der Mitochondrien, des Proteins p53 und der Caspasen sowie die Frage, warum Krebszellen diesem Prozess manchmal entgehen können. [1]
Was ist Apoptose?
Apoptose wird häufig als programmierter Zelltod bezeichnet. Die Zelle aktiviert eine Abfolge molekularer Schritte, die zu ihrem geordneten Abbau und ihrer Entfernung führen. Dies ist ein natürlicher Bestandteil der Entwicklung und Erneuerung des Körpers und bedeutet nicht automatisch eine Erkrankung. [1]
Der intrinsische Weg: Mitochondrien und Zellschäden
Bei starkem zellulärem Stress können die Proteine BAX und BAK die Durchlässigkeit der äußeren Mitochondrienmembran erhöhen. Aus den Mitochondrien werden dann Moleküle freigesetzt, darunter Cytochrom c. Auch Proteine, die das Überleben der Zelle fördern, beispielsweise BCL-2, beeinflussen das Gleichgewicht dieses Signalwegs. [2]
Es ist am Elektronentransport in der Atmungskette beteiligt.
Im Zytoplasma kann es am Aufbau eines apoptotischen Signalkomplexes mitwirken.
Zusammen mit dem Protein APAF-1 hilft es, einen Komplex zu bilden, der als Apoptosom bezeichnet wird. Dieser aktiviert Caspase-9 und anschließend die Effektor-Caspasen, insbesondere Caspase-3 und -7. Dieser mitochondriale Weg der Apoptose ist gut erforscht. [3]
p53: ein Protein in der Reaktion auf DNA-Schäden
TP53 ist ein Gen; p53 ist das Protein, das nach seiner Bauanleitung entsteht. Bei DNA-Schäden hilft p53, die Zellteilung, die Reparatur der Schäden und unter bestimmten Umständen auch die Apoptose zu regulieren. Deshalb wird es als „Wächter des Genoms“ bezeichnet.
Nicht jeder DNA-Schaden führt zum Zelltod. Die Reaktion hängt vom Ausmaß der Schädigung und vom zellulären Kontext ab. Veränderungen des TP53-Gens treten bei vielen Tumoren auf, ihre Häufigkeit unterscheidet sich jedoch deutlich zwischen den Krebsarten. [4]
Der extrinsische Weg: Signale über Rezeptoren
Apoptose kann auch durch äußere Signale ausgelöst werden, die an bestimmte Rezeptoren einer Zelle binden. Beispiele sind die Rezeptoren DR4 und DR5, an die das Signalmolekül TRAIL bindet. TRAIL ist also nicht der Rezeptor selbst. Die Aktivierung dieses Weges kann eine Caspase-Kaskade auslösen. [5]
Der intrinsische und der extrinsische Weg sind nicht vollständig voneinander getrennt: Ihre Signale können miteinander verknüpft sein und die Empfindlichkeit einer Zelle gegenüber Apoptose beeinflussen.
Caspasen und die Entfernung der Zelle
Caspasen sind Enzyme, die bestimmte Proteine spalten. Während der Apoptose wirken sie am geordneten Abbau zellulärer Strukturen mit. Die Zelle schrumpft, und ihr Inhalt kann in membranumhüllte apoptotische Körperchen aufgeteilt werden. [3]
Fresszellen, beispielsweise Makrophagen, nehmen die sterbende Zelle und ihre Überreste auf. Eine rechtzeitige Entfernung begrenzt das Austreten von Zellinhalt und die Entzündungsreaktion. Es ist jedoch nicht korrekt zu behaupten, dass Apoptose unter allen Umständen völlig ohne Entzündung abläuft. [6]
Apoptose, Nekrose und Autophagie: Was ist der Unterschied?
| Prozess | Bedeutung |
|---|---|
| Apoptose | Eine geordnete Form des Zelltods mit anschließender Entfernung der Zelle. |
| Nekrose | Zelltod mit Verlust der Membranintegrität und Austritt von Zellinhalt; häufig mit Entzündungen verbunden. Es gibt auch regulierte Formen des nekrotischen Zelltods. |
| Autophagie | Abbau und Wiederverwertung zellulärer Bestandteile, die der Zelle häufig beim Überleben helfen. Sie ist kein Synonym für Apoptose. |
Warum können Krebszellen der Apoptose entgehen?
In Krebszellen können Mechanismen geschwächt sein, die unter normalen Bedingungen zu ihrer Entfernung führen würden. Ein Beispiel ist eine beeinträchtigte p53-Funktion. Ein anderes ist eine erhöhte Abhängigkeit von überlebensfördernden Proteinen wie BCL-2. [4, 7]
Die Zelle reagiert möglicherweise nicht angemessen auf geschädigte DNA und teilt sich weiter.
Proteine, die Apoptose hemmen, können einer Krebszelle helfen, Stress oder einer Behandlung standzuhalten.
Der Apoptose zu entgehen ist nicht dasselbe wie Unsterblichkeit. Es ist eine von mehreren Eigenschaften, die zum Überleben und Wachstum eines Tumors beitragen können.
Wie wird Apoptose in der Krebsbehandlung genutzt?
Einige Krebsbehandlungen nutzen die Fähigkeit von Krebszellen, Apoptose zu durchlaufen. Ein konkretes Beispiel ist Venetoclax, ein Wirkstoff, der das Protein BCL-2 hemmt. Er wird in bestimmten Behandlungssituationen bei chronischer lymphatischer Leukämie und akuter myeloischer Leukämie eingesetzt. [7]
Es handelt sich nicht um ein universelles Medikament gegen alle Tumoren. Die Wahl der Behandlung hängt von der Diagnose, den Tumoreigenschaften und dem Gesundheitszustand des Patienten ab. Die Behandlung wird fachärztlich geleitet; einzelne onkologische Verfahren können über mehrere Mechanismen wirken.
Was bedeuten Aussagen über „Stoffe, die Apoptose auslösen“?
Beim Lesen von Forschungsergebnissen muss zwischen Versuchen an isolierten Zellen, Tierversuchen und klinischen Studien am Menschen unterschieden werden. Das Abtöten von Krebszellen im Labor beweist für sich allein keine wirksame und sichere Behandlung beim Menschen.
Dies gilt auch für Aussagen über Curcumin, Quercetin, EGCG oder Resveratrol. Aus einem Zellversuch lässt sich weder die Wirksamkeit eines Nahrungsergänzungsmittels gegen Krebs noch eine empfohlene krebshemmende Dosis ableiten.
Entscheidend ist, ob ein Stoff bei sicherer Anwendung nachweislich die Behandlungsergebnisse bei Patienten verbessert. Nahrungsergänzungsmittel während einer Krebsbehandlung müssen auch im Hinblick auf mögliche Wechselwirkungen beurteilt werden.
Häufige Fragen
Ist Apoptose immer schädlich?
Nein. Sie ist ein natürlicher Bestandteil der Körperfunktionen und hilft, nicht mehr benötigte oder geschädigte Zellen zu entfernen. Wichtig ist ihre angemessene Regulation.
Sind Apoptose und Autophagie dasselbe?
Nein. Apoptose führt zur Entfernung einer ganzen Zelle. Autophagie verwertet Zellbestandteile wieder und unterstützt häufig das Überleben der Zelle.
Ist p53 ein Gen oder ein Protein?
p53 ist ein Protein. Das Gen, das die Bauanleitung dafür enthält, heißt TP53.
Beweist die Auslösung von Apoptose im Reagenzglas eine Wirksamkeit gegen Krebs?
Nein. Ein Laborergebnis allein belegt weder die Sicherheit noch einen therapeutischen Nutzen beim Menschen. Beides muss in klinischen Studien geprüft werden.
Lässt sich Apoptose in Krebszellen durch Maßnahmen zu Hause sicher auslösen?
Es lässt sich kein allgemeines Verfahren für zu Hause empfehlen, das Krebszellen sicher und gezielt entfernt. Eine Krebsbehandlung muss auf der konkreten Diagnose beruhen.
Quellen und weiterführende Literatur
- National Cancer Institute: Apoptosis — Definition und Zusammenhang mit Krebszellen.
- Wei et al. (2001): Proapoptotic BAX and BAK — experimentelle Forschung zum mitochondrialen Signalweg.
- Li et al. (1997): Cytochrome c and dATP-dependent formation of Apaf-1/caspase-9 complex — Originalstudie zum Mechanismus.
- MedlinePlus Genetics: TP53 gene — Funktion von p53 und Veränderungen bei Tumoren.
- Schneider et al. (1997): TRAIL receptors 1 (DR4) and 2 (DR5) — Signalübertragung über Rezeptoren.
- Fadok et al. (1998): Macrophages that have ingested apoptotic cells — Zellversuch zur Entfernung von Zellen und zu Entzündungssignalen.
- European Medicines Agency: Venclyxto — zugelassene Anwendungen von Venetoclax.
