Darmkrebs bei Drosphila. © dkfz.de
Fehler im Erbgut von Stammzellen können Krebs auslösen. Das ist vor allem dann der Fall, wenn die Mutationen zur Folge haben, dass sich die Stammzellen nicht mehr zu reifen Zellen entwickeln können. Wie es genau dazu kommt, haben Wissenschaftler nun an der Fruchtfliege Drosophila untersucht.
Die Wissenschaftler um Bruce Edgar am Deutschen Krebsforschungszentrum analysierten Tumoren, die aus Darm-Stammzellen der Fruchtfliege Drosophila melanogaster hervorgegangen waren. Bei ihnen war der so genannte Notch-Signalweg gestört und sie konnten daher nicht zu reifen Darmzellen ausreifen.
Wie die Forscher herausfanden entwickeln sich die fehlerhaften Darmstammzellen nur dann zu Tumoren weiter, wenn das Darmepithel einem Stressfaktor, wie etwa einer Infektion ausgesetzt war. Der Stress löst zunächst eine vermehrte Zellteilungen in den veränderten Stammzellen aus. Sobald die Tumoren dann eine kritische Masse erreicht haben, verdrängen sie die umgebenden gesunden Darmwandzellen, die sich daraufhin aus dem Zellverband lösen und schließlich durch Apoptose absterben. Der Verlust des Zusammenhalts der Darmschleimhaut führt wiederum dazu, dass die darunterliegenden Darmzellen Stresssignale abgeben, die das Tumorwachstum weiter vorantrieben. Im Normalfall sorgen die gleichen Stresssignale für die tägliche Regeneration der Darmschleimhaut. Innerhalb der so genannten Stammzellnische regen sie die Zellteilung der Darmstammzellen an, um für den notwendigen Nachschub an Darmepithelzellen zu sorgen.
Bei den Fliegen entstanden auf diese Weise aus den veränderten Darmstammzellen große Darmtumoren, ohne dass es zu weiteren Mutationen im Erbgut gekommen war. Zur großen Überraschung der Forscher. Denn bis dahin glaubte man, dass mehrere genetische Veränderungen innerhalb einer Zelle notwendig sind, um Krebs entstehen zu lassen. „Wenn die Stresssignale aus der Stammzellnische auf Darmstammzellen treffen, die sich nicht zu reifen Darmzellen entwickeln können, scheint das der erste Schritt zur Krebsentstehung zu sein“, sagt Bruce Edgar.
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), 10.08.2015
Originalpublikation:
Parthive H. Patel, Devanjali Dutta and Bruce A. Edgar: Niche appropriation by Drosophila intestinal stem cell tumours. Nature Cell Biology 2015, DOI: 10.1038/ncb3214