In der Zeit, die Sie zum Lesen dieses Artikels benötigen, sind Millionen Ihrer Körperzellen über einen Selbstzerstörungsmechanismus gestorben, der als programmierter Zelltod bekannt ist. Dieser Prozess ist Teil der normalen gesunden Funktion Ihres Körpers und wird verwendet, um Zellen zu eliminieren, die nicht mehr benötigt werden oder so beschädigt wurden, dass ihr Fortbestand bedroht sein könnte.
Während unserer Entwicklung von einzelnen befruchteten Zellen zu Embryonen und darüber hinaus spielt der programmierte Zelltod eine wesentliche Rolle bei der Gestaltung anatomischer Strukturen.
Es hilft, alle Teile unseres Körpers von unseren Fingern und Zehen (sterbende Zellen nehmen das Gurtband zwischen den Ziffern weg, während wir uns entwickeln) bis zum komplexen Netzwerk von Verbindungen zwischen den Neuronen in unserem Gehirn zu formen. Für den sich entwickelnden Embryo ist der Tod einiger Zellen genauso wichtig wie das Überleben anderer.
Wenn wir ausgewachsen sind, spielt der programmierte Zelltod eine wichtige Rolle bei der kontinuierlichen Erneuerung von Gewebe wie Knochenmark und Darmschleimhaut. Es fungiert auch als Überwachungsmechanismus – Aussortieren von Zellen, die durch Virusinfektion oder genetische Mutation beeinträchtigt wurden.
Apoptose, einer der Hauptmechanismen des programmierten Zelltods, hat seinen Namen von dem griechischen Wort, das verwendet wird, um das Abwerfen von Blättern oder Blütenblättern zu beschreiben. Es wurde erstmals Mitte des 19.Jahrhunderts identifiziert, aber unser modernes Verständnis davon stammt aus dem Jahr 1972 und der Pionierarbeit von John Kerr, Andrew Wyllie und Alastair Currie, die damals an der Universität von Aberdeen arbeiteten.
Ordentliches Entsorgungssystem
Sie zeigten, dass während dieses Prozesses der Inhalt einer toten Zelle sauber verpackt wird, um für das Recycling von spezialisierten weißen Blutkörperchen absorbiert zu werden. Dieses sehr effektive Abfallentsorgungssystem ist wichtig, da jedes Austreten des Zellinhalts das umgebende Gewebe schädigen und Entzündungen hervorrufen kann.
Wir wissen jetzt, dass der Prozess der Apoptose eine komplexe Kette von Ereignissen ist, an denen viele verschiedene Enzyme und Proteine beteiligt sind. Es beginnt mit einem Signal, dass entweder etwas mit der Zelle nicht stimmt oder dass sie redundant geworden ist. Manchmal wird das Signal zum Sterben vom Immunsystem produziert, aber es kann aus der Zelle selbst entstehen.
Die Nachricht, dass die Zelle sterben muss, kaskadiert dann nach unten, um Enzyme, sogenannte Caspasen, zu aktivieren, die in ihr schlummerten. Diese „Henker“ beginnen dann mit dem Abbau der Zelle nach einem genetisch kodierten Programm, und das Drama entfaltet sich nach einer vorbestimmten Sequenz.
So wie es jedoch wichtig ist, dass unerwünschte oder potenziell schädliche Zellen entsorgt werden, ist es auch wichtig, dass gesunde Zellen nicht unnötig eliminiert werden. Zellen produzieren daher auch Überlebenssignale, die die Botschaft zum Selbstmord stören können, und es ist das fein abgestimmte Gleichgewicht zwischen Signalen für Tod und Überleben, das letztendlich das Schicksal einer Zelle bestimmt.
Gestörtes Gleichgewicht
Entscheidend bei Krebs ist, dass das empfindliche Gleichgewicht zwischen Zellteilung und Zelltod zugunsten von zu viel Teilung und zu wenig Tod gestört wird. Die Störung der Apoptose ist allen Krebsarten gemeinsam, da die für die Krankheit charakteristische unkontrollierte Proliferation von Zellen, die beispielsweise Tumore verursacht, normalerweise ein Auslöser für die Einleitung des Apoptose–Selbstzerstörungsprogramms wäre.
Eine normal funktionierende Apoptose würde daher zum Tod von Krebszellen führen, bevor sie Schaden anrichten könnten. Stattdessen unterdrücken Krebszellen die Apoptose, indem sie entweder die Signale stören, die der Zelle sagen, dass sie sich selbst zerstören soll, oder indem sie die Signale erhöhen, die ihr sagen, dass sie überleben soll.
Die Unterdrückung der Apoptose durch Krebszellen kann die Behandlung erschweren, da solche Zellen definitionsgemäß schwieriger abzutöten sind. Krebserkrankungen hängen jedoch für ihr Überleben von inaktiven apoptotischen Signalwegen ab, und dies ist eine Sicherheitsanfälligkeit, die bei der Behandlung von Krebs ausgenutzt werden kann. Reaktivieren Sie diese Wege und die Krebszellen könnten sterben.
Forscher haben bereits Krebsmedikamente entwickelt, die genau dies tun können, indem sie entweder Überlebenssignale unterdrücken oder die Funktion todesinduzierender Signale wiederherstellen, mit vielversprechenden Ergebnissen.
Diese Arbeit befindet sich noch in den Anfängen und eine große Herausforderung ist die schiere Vielfalt der verschiedenen Möglichkeiten, die Krebszellen finden, um die Apoptose zu stören – verwenden Sie ein Medikament, um eine davon abzuschneiden, und die Krebszellen können hydra-like überleben, indem sie beginnen, eine andere zu verwenden.
Dennoch haben wir in den letzten vier Jahrzehnten einen langen Weg zurückgelegt, und wenn wir unser Verständnis der komplexen Schaltkreise des apoptotischen Systems verfeinern, werden die wirksameren Krebsbehandlungen entwickelt.