Parallelen zwischen Wundheilung und Krebs

 

Zelluläre Parallelen zwischen einem Tumor und einer Hautwunde. Die Abbildung zeigt einen epithelialen Hautkrebs und eine Hautwunde in der Phase der Bildung von neuem Gewebe. Sowohl in der Wunde als auch im Tumor findet man ein Fibringerinnsel, Entzündungszellen (neutrophile Granulozyten, Makrophagen, Mastzellen, Lymphozyten), neugebildete Blutgefässe, und eine grosse Anzahl an Fibroblasten/Myofibroblasten. Diese Zellen sind Bestandteile des sogenannten Wund-Granulationsgewebes, das starke Ähnlichkeiten mit dem Tumorstroma aufweist. Zusätzlich findet man wandernde und proliferierende Keratinozyten in der Wunde und im Tumor. Der Hauptunterschied zwischen Wunden und Tumoren ist das invasive Wachstum der maligne transformierten Epithelzellen. Aus: Schäfer, M., and Werner, S. (2008). Cancer as an overhealing wound - an old hypothesis revisited. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 628-638.München (18. März 2009) – Immer mehr Menschen erkranken weltweit an Hautkrebs. Grund dafür sind die erhöhte Lebenserwartung und die zunehmende Belastung durch UV-Strahlen. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Sabine Werner an der ETH Zürich erforscht die molekularen Mechanismen, die der Entstehung und dem Wachstum von Hauttumoren zugrunde liegen. Dabei nutzt sie ihre Erfahrungen auf dem Bereich der Wundheilung und die interessanten Parallelen zwischen Wundheilung und Krebs.

"Tumore sind Wunden, die nicht heilen", ist eine wichtige Aussage des amerikanischen Pathologen Dr. Harold Dvorak. Sie beruht auf histologischen Beobachtungen, die er bereits vor mehr als 20 Jahren an Hautwunden und bösartigen Tumoren gemacht hat. Seine Hypothese konnte inzwischen zumindest teilweise bestätigt werden. Insbesondere auf der molekularen Ebene lassen sich wichtige Parallelen zwischen Wundheilung und Krebs finden. So konnte gezeigt werden, dass das Genexpressionsmuster in heilenden Wunden starke Ähnlichkeit mit dem Genexpressionsmuster in bösartigen Tumoren aufweist, wobei die Parallelen bei besonders aggressiven Tumoren am stärksten sind. Es ist deshalb wichtig, die Gene zu identifizieren und funktionell zu charakterisieren, die sowohl die Wundheilung als auch das Wachstum von Tumoren steuern. Das Team von Prof. Dr. Sabine Werner an der ETH Zürich konnte in den neuesten Arbeiten zeigen, dass dieselben Mechanismen, welche für die Wundheilung entscheidend sind, auch beim Entstehen und Wachsen von Tumoren eine Rolle spielen.

 

Aggressive Moleküle und schützendes Enzym
Eine besonders wichtige Rolle bei Wundheilung und Krebsentstehung spielen reaktive Sauerstoffspezies. Geringe Mengen dieser reaktiven Moleküle werden in allen Zellen gebildet, denn sie werden für die Übertragung von bestimmten Signalen in der Zelle benötigt. Während der Wundheilung werden jedoch durch die eingewanderten Entzündungszellen mehr reaktive Sauerstoffspezies produziert. Diese sind wichtig für die Bekämpfung von eindringenden Bakterien. In höheren Konzentrationen schädigen sie aber die Zellen. Es kann zum Zelltod und manchmal auch zur malignen Entartung kommen. Äussere Faktoren wie UV-Strahlung oder bestimmte Chemikalien verstärken die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies in der Haut. Das ist ein Grund dafür, warum die Forschung heute zu viel UV-Strahlung als schädlich, resp. tumorbildend einstuft.
Zur Bekämpfung reaktiver Sauerstoffspezies haben Zellen verschiedene Mechanismen entwickelt. Besonders wichtig sind hierbei Enzyme, die diese aggressiven Moleküle detoxifizieren. Hierzu gehören auch die sogenannten Peroxiredoxine. Die Arbeitsgruppe an der ETH Zürich konnte zeigen, dass ein bestimmtes Peroxiredoxin (Peroxiredoxin 6) in der Lage ist, Hautzellen vor den schädigenden Wirkungen von UV Licht zu schützen. Das gleiche Enzym fördert auch den Prozess der Wundheilung, insbesondere bei älteren Tieren.

Schützt Peroxiredoxin 6 vor Hautkrebs?
Die Wilhelm Sander Stiftung fördert nun das ETH-Projekt, das die Funktion von Peroxiredoxin 6 bei der Entstehung und Progression von epithelialem Hautkrebs untersucht. Für die Studie wurden Mäuse genetisch so verändert, dass eine Gruppe erhöhte Mengen des Enzyms in der Haut produziert, während der zweiten Gruppe das Enzym fehlt. So soll untersucht werden, ob Peroxiredoxin 6 vor der Entstehung von Hautkrebs schützt bzw. das Tumorwachstum und die Bildung von Metastasen beeinflusst. Parallel dazu wird zusammen mit verschiedenen Hautkliniken untersucht, ob in menschlichen Hauttumoren (Basalzellkarzinome und Plattenepithelzellkarzinome) die Bildung von Peroxiredoxin 6 erhöht oder erniedrigt ist. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einem besseren Verständnis der Mechanismen beitragen, die der Entstehung und dem Wachstum von Hauttumoren zugrunde liegen. Dies ist die Voraussetzung für die Entwicklung von Strategien zur Prophylaxe und Therapie dieser bösartigen Erkrankungen.

Kontakt: Prof. Dr. S. Werner, ETH Zürich, Departement Biologie
Telefon: +41 44 633 39 41 / E-Mail: sabine.werner@cell.biol.ethz.ch

Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert dieses Forschungsprojekt mit über 150.000 €.
Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden dabei insgesamt über 160 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

 

 

Zelluläre Parallelen zwischen einem Tumor und einer Hautwunde. Die Abbildung zeigt einen epithelialen Hautkrebs und eine Hautwunde in der Phase der Bildung von neuem Gewebe. Sowohl in der Wunde als auch im Tumor findet man ein Fibringerinnsel, Entzündungszellen (neutrophile Granulozyten, Makrophagen, Mastzellen, Lymphozyten), neugebildete Blutgefässe, und eine grosse Anzahl an Fibroblasten/Myofibroblasten. Diese Zellen sind Bestandteile des sogenannten Wund-Granulationsgewebes, das starke Ähnlichkeiten mit dem Tumorstroma aufweist. Zusätzlich findet man wandernde und proliferierende Keratinozyten in der Wunde und im Tumor. Der Hauptunterschied zwischen Wunden und Tumoren ist das invasive Wachstum der maligne transformierten Epithelzellen. Aus: Schäfer, M., and Werner, S. (2008). Cancer as an overhealing wound - an old hypothesis revisited. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 628-638.

 

Abb.: Zelluläre Parallelen zwischen einem Tumor und einer Hautwunde. Die Abbildung zeigt einen epithelialen Hautkrebs und eine Hautwunde in der Phase der Bildung von neuem Gewebe. Sowohl in der Wunde als auch im Tumor findet man ein Fibringerinnsel, Entzündungszellen (neutrophile Granulozyten, Makrophagen, Mastzellen, Lymphozyten), neugebildete Blutgefässe, und eine grosse Anzahl an Fibroblasten/Myofibroblasten. Diese Zellen sind Bestandteile des sogenannten Wund-Granulationsgewebes, das starke Ähnlichkeiten mit dem Tumorstroma aufweist. Zusätzlich findet man wandernde und proliferierende Keratinozyten in der Wunde und im Tumor. Der Hauptunterschied zwischen Wunden und Tumoren ist das invasive Wachstum der maligne transformierten Epithelzellen. Aus: Schäfer, M., and Werner, S. (2008). Cancer as an overhealing wound – an old hypothesis revisited. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 628-638.

 

Weitere Informationen zur Stiftung: www.sanst.de

 


 

Quelle: Presseinformation der Wilhelm Sander-Stiftung vom 18.03.2009.

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