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Blutkrebs: Neues Projekt erforscht die epigenetischen Zusammenhänge

Wie lässt sich eine der häufigsten Blutkrebsarten der westlichen Welt, die Chronisch Lymphatische Leukämie, wirkungsvoller behandeln? Dieser Frage gehen Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg, des Universitätsklinikums Ulm und des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in den kommenden drei Jahren auf breiter Grundlage nach. Das Bundesforschungsministerium fördert das gemeinsame Forschungsnetzwerk CancerEpiSys mit rund drei Millionen Euro.

Krebszellen verhalten sich anders als gesunde Zellen. Gründe dafür sind nicht nur Veränderungen der Erbinformation selbst, sondern auch Änderungen ihrer „Verpackung“. Diese „Verpackung“ besteht aus einem hochkomplexen Netz von Strukturabwandlungen der Erbinformation selbst und der mit ihr verbundenen Eiweiße. Veränderungen in diesem Bereich können dazu führen, dass die Erbinformation nicht richtig gelesen oder in ihrer Funktion unterdrückt wird. Dadurch kann eine kranke Zelle zum Beispiel ihren genetisch verankerten Selbstzerstörungsbefehl ignorieren oder Gene ausschalten, die die Krebsentstehung verhindern.

Mit diesen vielfältigen Strukturen und Wechselwirkungen der „Verpackung" der Erbinformation befasst sich die Epigenetik. „Wir wollen epigenetische Zusammenhänge, also Teile der komplexen ‚Verpackung' der Erbinformation, herausfiltern, die für die Entstehung und Bekämpfung der Chronischen Lymphatischen Leukämie entscheidend sind", erläutern Karsten Rippe vom DKFZ und Daniel Mertens von der Ulmer Universitätsklinik für Innere Medizin III, die das neue Forschungsnetzwerk koordinieren. Mittel und Ziel zugleich ist dabei auch herauszufinden, wie eine neue Generation von epigenetisch wirksamen Krebsmedikamenten auf diese Faktoren Einfluss nimmt.

Hochdurchsatz-Sequenzierung findet kleinste Veränderungen im Erbgut und seiner „Verpackung“ in Tumorzellen. Für kurze Bruchstücke des Genoms wird die DNA-Sequenzabfolge durch aufeinanderfolgende Reaktionen mit vier verschiedenen Farbstoffen sichtbar gemacht, die die vier Buchstaben der DNA repräsentieren. So entstehen nach jedem Reaktionsschritt Farbmuster wie sie auf der Abbildung gezeigt sind, aus denen die DNA-Sequenz des gesamten Genoms bestimmt werden kann. © Illumina

„Eine Besonderheit der Arbeit von CancerEpiSys ist es, dass die Gruppen im Forschungsverbund zu gleichen Teilen experimentell im Labor und mit Modellierungen am Computer arbeiten", so Rippe. „So wollen wir ein Analyseschema entwickeln, mit dem wir für den einzelnen Patienten besser vorhersagen können, welches Medikament bei seinen epigenetischen Voraussetzungen den größten Therapieerfolg verspricht." „Die große Stärke unserer Zusammenarbeit liegt in der Verknüpfung von Grundlagenforschung, die am DKFZ ihren Schwerpunkt hat, und klinischer Forschung, für die das Ulmer Klinikum steht“, erläutert Mertens. „Die Erkenntnisse, die wir hier für die Chronisch Lymphatische Leukämie gewinnen, lassen sich so auch für das bessere Verständnis anderer Krebsarten weiterentwickeln.“

Glossar

  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Leukämie ist eine bösartige Erkrankung (Krebs) des blutbildenden Systems. Durch die vermehrte Bildung entarteter weißer Blutkörperchen und ihrer Vorstufen wird die Blutbildung im Knochenmark gestört. Andere Blutbestandteile werden verdrängt und es kommt dadurch zu Anämie (Blutarmut), Infektionen und Blutungen, die letztlich zum Tod führen, wenn die Leukämie nicht behandelt wird.
  • Die Epigenetik beschäftigt sich mit den vererbbare Veränderungen in der Genexpression, die nicht auf Abweichungen in der Sequenz der DNA zurückzuführen sind.
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