Krebs und Zellteilung: Entstehung, Gene und Kontrolle

Krebs ist der Sammelbegriff für Erkrankungen, bei denen Körperzellen sich nicht mehr an die Regeln der Zellteilung halten. Sie teilen sich ungebremst, verdrängen gesundes Gewebe und können sich im Körper ausbreiten. Die Ursache liegt in Veränderungen des Erbguts, die die Kontrolle der Zellteilung stören. Krebs ist also keine einzelne Krankheit, sondern es gibt über hundert verschiedene Arten.

Gesunde Zellen teilen sich nur, wenn der Körper es braucht, zum Beispiel beim Wachstum oder zum Ersatz abgestorbener Zellen. Haut und Darmschleimhaut erneuern sich ständig, Nervenzellen teilen sich dagegen kaum noch. Jede Teilung wird durch Signale gesteuert und an Kontrollpunkten geprüft. Bei Krebszellen sind diese Kontrollen ausgefallen oder umgangen.

Eine Wucherung aus solchen Zellen heißt Tumor. Gutartige Tumore wachsen langsam, bleiben örtlich begrenzt und dringen nicht in umliegendes Gewebe ein. Bösartige Tumore wachsen in das Gewebe hinein und können Tochtergeschwülste, sogenannte Metastasen, bilden. Nur bösartige Tumore bezeichnet man als Krebs. Diese Lektion erklärt die Biologie. Sie ersetzt keine medizinische Beratung und gibt keine Hinweise zur Diagnose oder Behandlung.

Der Zellzyklus besteht aus einer Wachstumsphase, der Interphase, und der Teilung, der Mitose. In der Interphase wächst die Zelle, verdoppelt ihr Erbgut und bereitet sich auf die Teilung vor. An mehreren Kontrollpunkten wird geprüft, ob die Zelle groß genug ist, ob die DNA vollständig und unbeschädigt ist und ob die Chromosomen korrekt verteilt werden können.

Ist die DNA beschädigt, hält die Zelle an und versucht, sie zu reparieren. Gelingt das nicht, löst sie ein Selbstmordprogramm aus, die Apoptose. Die Zelle zerlegt sich dabei geordnet, ohne die Umgebung zu schädigen. Diese Sicherung verhindert, dass fehlerhafte Zellen sich weitervermehren. Ein zentraler Wächter dafür ist das Protein p53, das häufig als Hüter des Genoms bezeichnet wird.

Gesteuert wird der Zellzyklus durch Wachstumssignale von außen und durch Proteine in der Zelle. Gene, die die Teilung anstoßen, heißen Protoonkogene. Sie wirken wie ein Gaspedal. Gene, die die Teilung bremsen oder Schäden melden, heißen Tumorsuppressorgene. Sie wirken wie eine Bremse. Im gesunden Gewebe halten sich beide Seiten das Gleichgewicht.

Das Zusammenspiel zeigt, warum Krebs mit der Zellteilung zusammenhängt: Je häufiger sich Zellen teilen, desto öfter wird das Erbgut kopiert, und desto öfter kann ein Kopierfehler entstehen. Meist repariert die Zelle den Fehler. Aber nicht jeder wird bemerkt.

Krebs entsteht durch Mutationen in Genen, die die Teilung steuern. Werden Protoonkogene durch Mutation dauerhaft aktiv, spricht man von Onkogenen. Die Zelle erhält ständig Teilungssignale, als wäre das Gaspedal festgeklemmt. Fallen Tumorsuppressorgene durch Mutation aus, fehlt die Bremse, und Schäden werden nicht mehr gemeldet oder repariert. Auch Reparaturgene können betroffen sein, sodass sich weitere Fehler anhäufen.

In den meisten Fällen reicht eine einzige Mutation nicht aus. Nach dem Mehrschrittmodell sammeln sich über Jahre mehrere Veränderungen in einer Zelle und ihren Tochterzellen. Erst wenn Wachstumssignale, Bremsen und Reparatur gleichzeitig gestört sind, kann sich ein Tumor entwickeln. Das erklärt, warum Krebs mit dem Alter häufiger wird: Je länger die Zellen leben und sich teilen, desto mehr Veränderungen können sich ansammeln.

Die meisten dieser Mutationen sind somatisch, das heißt, sie entstehen im Lauf des Lebens in Körperzellen und werden nicht an Kinder vererbt. In seltenen Fällen tragen Menschen von Geburt an eine Veränderung in einem Tumorsuppressorgen. Sie haben dann ein erhöhtes Risiko, bei dem aber weitere Veränderungen hinzukommen müssen. Ein erhöhtes Risiko bedeutet nie, dass sicher eine Erkrankung auftritt.

Krebszellen haben weitere typische Eigenschaften. Sie sind oft von Wachstumssignalen unabhängig, umgehen die Apoptose, teilen sich über die übliche Zahl hinaus und regen die Bildung neuer Blutgefäße an, die den Tumor versorgen. Bei Metastasen lösen sich Zellen vom Tumor und siedeln sich an anderer Stelle an.

Ein häufiger Fehler ist die Annahme, Krebs sei eine einzige Krankheit. Es gibt viele Arten, die sich nach Ursprungsgewebe, Wachstum und Veränderungen unterscheiden. Auch der Begriff Tumor wird oft mit Krebs gleichgesetzt. Ein Tumor ist zunächst nur eine Wucherung, und viele Tumore sind gutartig.

Der zweite Fehler besteht darin, Krebs für ansteckend zu halten. Krebs ist nicht ansteckend. Allerdings können bestimmte Viren, zum Beispiel einige humane Papillomviren, das Risiko für manche Krebsarten erhöhen, weil sie in die Teilungskontrolle der Zellen eingreifen. Die Erkrankung selbst wird dabei nicht übertragen.

Der dritte Fehler ist die Vorstellung, eine einzige Mutation führe zu Krebs. Meist sind mehrere Veränderungen nötig. Umgekehrt führt auch nicht jede Mutation zu Krebs, denn die meisten werden repariert oder haben keine Folgen. Wer in einer Klausur das Mehrschrittmodell nennt, zeigt, dass er diesen Zusammenhang versteht.

Die Forschung kennt eine Reihe von Faktoren, die das Risiko für bestimmte Krebsarten erhöhen. Dazu zählen höheres Alter, Tabakrauch, intensive UV-Strahlung, bestimmte Infektionen, hoher Alkoholkonsum, starkes Übergewicht und erbliche Anlagen. Ein Risikofaktor erhöht nur die Wahrscheinlichkeit. Menschen mit Risikofaktoren erkranken nicht zwangsläufig, und Menschen ohne bekannte Risikofaktoren können trotzdem erkranken.

Biologisch lassen sich viele dieser Faktoren verstehen. Tabakrauch und UV-Strahlung können die DNA direkt schädigen und Mutationen auslösen. Infektionen und chronische Entzündungen können zu verstärkter Zellteilung führen. Bei erblichen Anlagen ist ein Reparatur- oder Bremsgen schon von Geburt an verändert. Mehr Zellteilungen und mehr Schäden erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich Mutationen ansammeln.

Für den Alltag heißt das vor allem: Wissen hilft, Informationen einzuordnen. Fragen zu persönlichen Risiken, Früherkennung oder Beschwerden gehören in die Hände von Ärztinnen und Ärzten. Wenn dich das Thema in deiner Familie betrifft, ist es in Ordnung, Fragen zu stellen und Gespräche mit Menschen zu suchen, denen du vertraust. Zum Weiterlesen eignen sich Informationsseiten von Fachgesellschaften und Gesundheitsbehörden.