Schlagkräftiger RNA-Mix gegen Brustkrebs

<ic:message key='Bild vergrößern' />

Diese Darstellung zeigt, wie komplex das regulatorische Zusammenspiel der microRNA-Moleküle (schwarze Punkte) allein für die Proteine (blau) in dem für Brustkrebserkrankungen bedeutsamen EGFR-Signalweg ist. Quelle: Uhlman et.al. , Molecular Systems Biology

06.03.2012  - 

Die jüngste Statistik zu Krebserkrankungen kommt aus Mailand und ist entmutigend: 88.000 Frauen werden in Europa dieses Jahr an Brustkrebs sterben, wobei die Todesrate in Deutschland deutlich über dem EU-Durchschnitt liegt. Das schreiben Forscher der Universität Mailand im Fachmagazin Annals of Oncology (2012, Online-Vorabpublikation). Die gute Nachricht: Die Todesrate bei Mammakarzinomen ist dennoch seit Jahren rückläufig. Die Studienautoren führen dies auch auf zunehmende Behandlungserfolge zurück. Und auf Grundlagenforschung, wie sie am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ) betrieben wird. Die Molekulargenetiker Stefan Wiemann und Özgür Sahin haben dort einen möglichen neuen Therapieansatz auf der Basis von microRNA-Molekülen entdeckt. Das Projekt wird im Rahmen des Nationalen Genomforschungsnetzes (NGFN-Plus), einer Förderinitiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

Das Mammakarzinom gilt als der häufigste bösartige Tumor bei Frauen. 59.000 Patientinnen erkranken jedes Jahr in Deutschland an Brustkrebs, mehr als 17.000 sterben jährlich an der Krankheit. Wie bei allen Krebsarten sind auch die Ursachen der Entstehung von Brustkrebs nicht endgültig geklärt, ein grundsätzlicher Mechanismus ist jedoch bekannt: Die Signalwege, die üblicherweise das Zellwachstum steuern, sind gestört. Für den Brustkrebs entscheidend ist dabei der Epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR). Wird er dauerhaft aktiviert, führt dies häufig zu unkontrollierter Zellteilung.

RNA-Fragmente mit unbekannter Mission

Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums Heidelberg haben einen Weg gefunden, diese Aktivierung zu stoppen. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die sogenannten microRNAs, winzige Erbgut-Schnipsel, die selbst nicht für Proteine kodieren. Stattdessen regulieren sie entscheidende Prozesse wie Zellteilung, -die Zelldifferenzierung und den programmierten Zelltod (Apoptose). In dieser Folge der Kreidezeit erklärt Timo Kern die verschiedenen RNA-Typen einer Zelle.Quelle: biotechnologie.tvBisher sind ungefähr 800 miRNAs bekannt. Einige der miRNAs sorgen nach bisherigen Erkenntnissen dafür, dass Tumore schneller wachsen und metastasieren. Eine andere Gruppe, die sogenannte miR-200 Familie, hat hingegen den Ruf als Tumorsuppressor. Die DKFZ-Forscher Özgür Sahin und Stefan Wiemann haben die miR-200-Gruppe bereits 2010 genauer unter die Lupe genommen. Jetzt haben sie mit Hilfe einer Kombination aus Hochdurchsatzverfahren und computerbasierten Analysen auch die übrigen bisher bekannten miRNAs auf tumorregulierende Eigenschaften untersucht. Dabei haben  Sahin und Wiemann drei neue miRNAs (miR-124, miR-147 und miR-193a-3p) identifiziert, die bisher nicht mit dem Signalweg in Verbindung gebracht wurden, sich aber als effektive Tumorsuppressoren erwiesen haben.

Die drei neu entdeckten miRNAs hemmen den Signalweg und bremsen damit das Tumorwachstum.  Die Forscher berichten im Journal of Molecular Systems Biology (2012, Online-Veröffentlichung).

Komplexes Zusammenspiel

Wichtiger noch als diese Funde ist jedoch das Verständnis des generellen Zusammenspiels zwischen miRNAs und Signalweg. Die Heidelberger Forscher haben beobachtet, dass eines der RNA-Fragmente oft mehrere Komponenten des Signalwegs beeinflusst, also ein Zusammenspiel choreografiert, und andererseits jedes Protein von verschiedenen RNA-Fragmenten aktiviert wird.

Das komplexe Zusammenspiel war bisher nicht aufgefallen. „Das Wissen um die genauen Eigenschaften der miRNAs ist deshalb hochrelevant, weil einzelne RNAs recht milde Effekte verursachen können, also eher eine Feinregulierung der sensibel abgestimmten Signalwege bewirken“ erklärt Wiemann. „In ihrem Zusammenspiel entfalten sie jedoch starke Effekte, was sie zu möglichen Angriffpunkten neuartiger Krebstherapien macht.“ Bevor miRNAs selbst als Medikamente eingesetzt werden können, müssen diese Zusammenhänge jedoch vollständig verstanden werden. Dazu haben die Forscher zunächst alle miRNAs einzeln in eine Kultur aus Brustkrebszellen eingebracht, und anschließend untersucht, wie sich jedes einzelne RNA-Fragment auf die 26 Proteine in dem EGFR-Signalweg auswirkt. Außerdem verglichen sie die Gensequenzen der miRNAS mit denen der Proteine und katalogisierten so, welche miRNA welches Protein reguliert oder koreguliert. Die Wissenschaftler hoffen, damit möglichst genau die biologischen Abläufe rekonstruiert zu haben.

Autorin: Cornelia Kästner