Von Alexandra McCray
Ungewöhnliche Veränderungen der DNA-Aktivität können zu Krebs führen. Forscher nutzen dieses Wissen, um Behandlungen zu entwickeln, die diese Veränderungen rückgängig machen können.
Was ist Epigenetik?
Während Zellen für verschiedene Teile Ihres Körpers spezifische Aufgaben haben, ist die DNA in ihnen fast gleich. Was sie unterscheidet, ist die Art und Weise, wie und wann sie eine Reihe von Genen ein- oder ausschalten.
Zellen können durch epigenetische Veränderungen die Gene, die sie benötigen, kontrollieren und aktivieren oder deaktivieren. Dabei handelt es sich um kleine Veränderungen an der DNA und den Proteinen in den Chromosomen der Zelle. Diese Veränderungen passen vorübergehend an, wie die Zellen die DNA-Informationen nutzen, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Ihr Körper braucht die Epigenetik, damit die richtigen Gene in den richtigen Zellen aktiv sind.
Krebsverursachende Veränderungen
Krebs kann entstehen, wenn epigenetische Veränderungen schief laufen. Sie können die beiden Hauptgruppen von Genen betreffen, die mit Krebs in Verbindung stehen - Onkogene und Tumorsuppressorgene. Onkogene können zu aktiv werden, und Tumorsuppressorgene können sich verändern oder verschwinden.
Ihre Zellen sind nicht die einzigen Dinge, die epigenetische Veränderungen auslösen können, die auch als Epimutationen bezeichnet werden. Dinge wie Rauchen, Bewegungsmangel, Medikamente, Ihre Ernährung, Umweltchemikalien oder Strahlung können anormale Anpassungen der Aktivität Ihrer Gene oder der DNA außerhalb der Gene verursachen, die zu Krebs führen können.
Auch Ihre Eltern können epigenetische Informationen weitergeben. Mediziner nennen dies "transgenerationale Vererbung".
Was die Epigenetik für die Krebsbehandlung bedeutet
Während Wissenschaftler mehr über epigenetische Veränderungen in Krebszellen erfahren, versuchen sie, Behandlungen zu entwickeln, die diese Veränderungen rückgängig machen. Das Beste an diesen Therapien ist, dass sie im Gegensatz zu Chemotherapie und Bestrahlung keine Zellen abtöten. Sie verändern lediglich die Funktionsweise der Zellen, indem sie bestimmte Enzyme (Proteine) angreifen (oder hemmen).
Die Wissenschaftler untersuchen vor allem Medikamente, die DNMT-Hemmer (DNA-Methyltransferase) und HDAC-Hemmer (Histon-Deacetylase) genannt werden. Diese Medikamente sind bei einigen Krebsarten vielversprechend, aber die derzeit verfügbaren scheinen bei soliden Tumoren nicht zu wirken.
DNA-Methyltransferase (DNMT)-Inhibitoren
Die DNA-Methylierung bestimmt, wie aktiv ein Gen ist. Gene sind aktiv, wenn wenig Methylierung vorhanden ist. Gene sind ausgeschaltet, wenn viel Methylierung vorhanden ist. Bei Krebs sind Tumorsuppressor-Gene in der Regel stark methyliert. Das Ziel von DNMT-Inhibitoren (DNA-Methyltransferase) ist es, Gene, einschließlich Tumorsuppressorgene, wieder aktiv zu machen.
Es stehen zwei Arten zur Verfügung:
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Azacitidin (Vidaza)
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Decitabin (Dacogen)
Ärzte verwenden sie zur Behandlung von Erkrankungen wie dem myelodysplastischen Syndrom und der akuten myeloischen Leukämie. Diese Medikamente hindern die Enzyme, die die Methylierung verursachen, daran, andere Teile der DNA abzuschalten. Leider werden diese Medikamente auch sehr schnell im Körper abgebaut, oft in weniger als einer Stunde. Sie können Ihr Immunsystem schwächen und auch die DNA schädigen.
Zebularin ist ein interessantes neueres Medikament, das die Forscher erforschen, weil es sicherer, stabiler und wirksamer ist. Es wirkt ähnlich wie die heute verfügbaren DNMT-Inhibitoren und macht Gene in Krebszellen wieder aktiv.
Histon-Deacetylase (HDAC)-Inhibitoren
Histone sind eine Art von Proteinen, die die DNA so organisieren, dass sie in die Chromosomen passt. Epigenetische Faktoren, die Histone verändern, machen die DNA lesbar oder unlesbar. Die Histon-Acetylierung ist eine Möglichkeit, die DNA lesbar zu machen, was die Genaktivität erhöht. Die Deacetylierung von Histonen macht das Gen unlesbar und bringt es zum Schweigen. In verschiedenen Arten von Krebszellen ist die Histondeacetylierung stark ausgeprägt. Wissenschaftler glauben, dass dies mit dem Schweigen von Tumorsuppressor- und DNA-Reparaturgenen zusammenhängt.
Histon-Deacetylase-Hemmer (HDAC-Hemmer) sollen die Histon-Deacetylierung reduzieren, wodurch die Tumorsuppressoren aktiver werden. Diese Inhibitoren werden derzeit von Ärzten eingesetzt:
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Belinostat (Beleodaq)
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Panobinostat (Farydak)
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Romidepsin (Istodax)
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Vorinostat (Zolinza)
Obwohl diese Behandlungen bei Blutkrebs wie Leukämie, Myelom und Lymphom wirksam sind, haben sie auch Nachteile. Sie schädigen das Knochenmark und können die Zahl der Blutzellen verringern. Außerdem können sie Nebenwirkungen wie Durchfall und Müdigkeit hervorrufen. Eine Ursache für diese Nebenwirkungen ist wahrscheinlich die Tatsache, dass diese Medikamente auf alle HDACs wirken und nicht nur auf diejenigen, die Krebszellen beeinflussen.
Epigenetik und andere Krebsbehandlungen
Manchmal müssen Ärzte verschiedene Arten von Krebsbehandlungen gleichzeitig anwenden. Epigenetische Medikamente scheinen gut mit Strahlen- und Chemotherapie zu funktionieren. Die Medikamente machen die Krebszellen möglicherweise empfindlicher für diese Therapien, so dass sie besser wirken und eher verhindern, dass der Krebs wiederkommt.
Ihr Arzt kann auch mehr als ein epigenetisches Medikament auf einmal einsetzen. Die Dosen der Medikamente, die Sie erhalten, sind oft viel niedriger, was die Nebenwirkungen begrenzen kann. Durch die Kombination der Medikamente können sie jedoch wirksamer werden.
Ärzte sagen auch, dass methylierte Gene in Glioblastom-Hirntumoren die Krebszellen empfindlicher auf die Behandlung mit dem Medikament Temozolomid (Temodar) machen können.
