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Epigenetik: Neue Wege in der Krebstherapie

Es gibt zahlreiche Fragen, die nicht allein mit der klassischen Genetik beantwortet werden können. Die Epigenetik ermöglicht zu verstehen, wie sich unsere Lebensgewohnheiten auf unsere Gesundheit auswirken.

Die Genetik beschäftigt sich mit Eigenschaften, die durch das Erbgut selbst festgelegt sind – also durch die DNA. Im Gegensatz dazu geht es bei der Epigenetik um die Aktivität von Genen. Wie aktiv ein Gen ist, hängt zum Beispiel davon ab, wie stark es „verpackt“ ist – je weniger es verpackt ist, desto einfacher ist es für die Zelle, die auf dem Gen gespeicherte Information abzulesen. Epigenetische Veränderungen können ebenfalls von Eltern an ihre Kinder vererbt werden. Solche Veränderungen sind auch bei verschiedenen Erkrankungen nachweisbar.

Epigenetik – die Regulation der Gene

Umweltbedingungen, Gewohnheiten und unser Lebensstil können unsere Gesundheit und unsere Neigung für Krankheiten beeinflussen. Wie das funktioniert, können Forscher mit der Epigenetik beschreiben: Einen Abschnitt unseres Erbguts, der eine bestimmte Information gespeichert hat, nennt man ein Gen. Manche Gene sind häufig aktiv und andere weniger. Epigenetische Veränderungen können beeinflussen, wie aktiv ein oder mehrere Gene sind – und zwar, ohne dass es dabei zu Erbgutveränderungen (Mutationen) kommt. Genauer gesagt, geht es in der Epigenetik um chemische Markierungen („Modifizierung“) des Erbguts. So eine Markierung kann ein Gen „ausschalten“, sodass seine gespeicherte Information für die Zelle nicht mehr lesbar ist. Dazu gehört zum Beispiel die Methylierung. Andere Markierungen sorgen dafür, dass Gene aktiver sind als sonst oder überhaupt erst aktiv werden.

Ein wichtiger Unterschied zwischen Mutationen und epigenetischen Veränderungen ist, dass sich epigenetische Prozesse wieder rückgängig machen lassen. Sie führen also nicht zwangsläufig zu dauerhaften Erbgutveränderungen wie eine Mutation.

Anpassung und Entwicklung

Epigenetische Prozesse sind sehr wichtig für unsere Entwicklung. Sie helfen dabei, dass sich in einem Embryo verschiedene Körperzellen entwickeln: Obwohl alle Zellen das gleiche Erbgut besitzen, entwickeln sich manche zu Lungenzellen, andere zu Muskelzellen und wieder andere spezialisieren sich zu Immunzellen. Dies liegt daran, dass verschiedene Gene aktiv sind und den Zellen daher unterschiedliche Informationen zur Verfügung stehen.

Dieses epigenetisch regulierte Ein- und Ausschalten von Genen ermöglicht uns auch, uns an Umwelteinflüsse anzupassen. Zum Beispiel können Ernährung, Rauchen, Schadstoffe, aber auch psychische Belastungen und Stress zu epigenetischen Veränderungen führen.

Unsere Umwelt führt zu epigenetischen Veränderungen unseres Erbguts.

Was hat Epigenetik mit Krebs zu tun?

Lange haben Wissenschaftler angenommen, dass Krebs allein durch Veränderungen der DNA (Mutationen) entsteht. Inzwischen weiß man, dass die Epigenetik auch eine Rolle bei Krebserkrankungen spielt. Mit zunehmendem Lebensalter verändert sich auch die epigenetische Regulation der Gene: die Methylierung der DNA nimmt ab. In vielen Tumoren sind Krebs-fördernde Gene weniger methyliert als in gesundem Gewebe. Dadurch sind Gene aktiv, die normalerweise ausgeschaltet sind. Dies ist einer der Gründe, weshalb Krebserkrankungen mit höherem Alter zunehmen.

Potenzieller Angriffspunkt für Medikamente

Epigenetische Veränderungen zu verhindern, aufzuhalten oder rückgängig zu machen, könnte ein Weg für neue Krebsmedikamente sein. Medikamente, die auf die Methylierung wirken, sind für bestimmte Krebsarten bereits zugelassen. Dazu gehören bestimmte Formen von Blutkrebs. Die Medikamente sorgen zum Beispiel dafür, dass schützende Gene wieder aktiv werden. Wissenschaftler forschen daran, Medikamente herzustellen, die möglichst spezifisch gegen die epigenetischen Veränderungen wirken. Dafür untersuchen sie das Erbgut der Tumorzellen sehr genau. Das Ziel ist eine personalisierte Therapie: Ein Labor untersucht die Tumor-DNA und Personen mit spezifischen epigenetischen Veränderungen erhalten eine passgenaue Therapie.

Quellen

¹ Lehnert H. et al. (2018) Epigenetik. Grundlagen und klinische Bedeutung. Springer. Berlin.

² Lungeninformationsdienst: Wohin geht die Forschung? Stand: 29.05.2018. https://www.lungeninformationsdienst.de/forschung/epigenetik/forschung/index.html, zuletzt abgerufen am 12.01.2021.

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