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 WIE ENTSTEHT EIGENTLICH
KREBS?
Autor: Luca Dold, KSI
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Krebs ist keine Erkrankung der Moderne:
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WIE ENTSTEHT EIGENTLICH KREBS? Autor: Luca Dold, KSI EXPOSEE Krebs ist keine Erkrankung der Moderne: Es konnte nachgewiesen werden, dass Krebserkrankungen den Menschen während seiner gesamten Evolutionsgeschichte begleitet haben. Die älteste bekannte Dokumentation einer Krebserkrankung wurde im ,,Edwin Smith Papyrus" beschrieben, dass aus dem Jahr 1500 vor Christus stammt. Am häufigsten leiden Männer unter Prostata- und Lungenkrebs. Frauen hingegen sind am häufigsten von Tumoren der Brustdrüse und des Darms betroffen. Die Zahl der Hautkrebsfälle durch Solarien übersteigt die der Lungenkrebsfälle durch Rauchen. Doch wie entsteht eigentlich Krebs und was hat das Tier damit zu tun? 13 interessante Fakten über Krebs - Ratschläge (oncovia.com) Inhalt Abbildungsverzeichnis Krebs - was ist das eigentlich?...... Unterscheidung - 3 Arten von Tumoren...... Aber wie entsteht eigentlich Krebs? Vier Mutationsereignisse Krebs trotz körpereigenen Abwehrmechanismen? ...... Therapien gegen Krebs. Die Chemotherapie…........ Strahlentherapie .... Literaturverzeichnis..... Abbildungen....…….………... Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Brustkrebszelle unter einem Rasterelektronenmikroskop Abbildung 2 Normaler Ablauf der Produktion zellteilungsstimulierender/hemmender Proteine .1 .2 .2 .3 4 .7 .9 .9 10 .11 12 1 .2 3566 .3 ..5 Abbildung 3 Mutationen, die Proto-Onkogene zu Onkogenen machen Abbildung 4 Mutiertes Ras-Protein steigert die unkontrollierte Zellteilung. Abbildung 5 Bänder-/Oberflächenmodell von p53 an DNA …..... Abbildung 6 Mutierter p53 hemmt die Tumorsuppressor-Produktion. Abbildung 7 Apoptotische Zelle Abbildung 8 Ein Makrophage einer Maus mit zwei Ausstülpungen (Pseudopodien), die körperfremde Partikel umfließen und diese zwecks Zerstörung aufnehmen..... ..............8 Abbildung 9 Historische Brachytherapie mit Radium, ca. 1948–55. 10 .6 .6 .7 .8 Krebs - was ist das eigentlich? Der Begriff Krebs kommt vom griechischen "karkinos" und wird sowohl für das Tier als auch für die Krankheit verwendet. Der Brustkrebs, wie in (Abb.1)...

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zu sehen, besteht aus einem kugelförmigen Körper und aus wurzelförmigen nach außen gerichteten Adern, welche die vielzähligen Beine des Krebstieres darstellen. 1 2 Abbildung 1 Brustkrebszelle unter einem Rasterelektronenmikroskop Unterscheidung - 3 Arten von Tumoren Jedoch muss man bei Krebs (auch Tumor genannt) zwischen drei bekannten Arten unterscheiden. Demnach gibt es gutartige, auch benigne Tumore genannt. ³Hierbei spricht man eigentlich nicht von der "Erkrankung" Krebs, da diese Art von Tumoren vergleichbar mit einem Luftballon ist. Das unkontrollierte Wachstum der Tumorzellen führt lediglich zu einer Ausdehnung im Körper, da diese Zellen von einer Art Schutzhülle umgeben sind, und damit das außenliegende Gewebe verdrängen. Benigne Tumore liegen meist an einer Stelle im Körper vor. Gefährlicher sind jedoch die sogenannten bösartigen, malignen Tumore. 4Um ihre Zellen befindet sich keine Schutzhülle oder Kapsel, weshalb diese auch bei zunehmendem Wachstum in benachbartes Gewebe eindringen und dieses zerstören. Bei malignen Tumoren liegt die Geschwulst außerdem nicht nur an einer lokalen Stelle im Körper vor wie etwa bei den benignen Tumoren. Dies 1 (Warum heißt Krebs eigentlich "Krebs"? Das steckt dahinter | FOCUS.de, März 2021) 2 Krebs (Medizin) – Wikipedia, 2021 3 (Benign tumor - Wikipedia, März 2021) 4 (Gut- und bösartige Tumoren (apotheken.de), März 2021) 2 liegt daran, da sich die unreifen Tumorzellen über naheliegende Blutbahnen im ganzen Körper verteilen und dort Tochtergeschwulste bilden. Hierbei spricht man von der Streuung oder auch Metastasierung von Tumorzellen. Diese lassen sich im Vergleich zu benignen Tumoren schwer operativ entfernen, weshalb zu anderen Behandlungsoptionen gegriffen werden muss. Eine weitere und dritte Art von Tumoren sind die sogenannten semimalignen Tumoren, welche auch das Nachbargewebe befallen, jedoch nicht im ganzen Körper streuen bzw. Metastasen bilden. 56 Aber wie entsteht eigentlich Krebs? Im Grunde genommen ist die Ursache von Krebs das defekte Erbgut einer Zelle, welches weder durch körpereigene Reparaturmechanismen repariert noch durch Abwehrmechanismen geschützt wird. Normalerweise steht der Zelltod mit der Zellteilung im Gleichgewicht. Es gibt in unserem Körper bestimmte Gene, welche dieses Gleichgewicht in Stand halten. Hierbei fördern sogenannte Proto-Onkogene eine Zellteilung wobei Tumor-Suppressor-Gene diese hemmen. Rezeptor protein Wachstums faktor Ras Signalverstärkung Transkriptions- faktor m-RNA Ras 444 DNA XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXxx Protein (stimuliert die Zellteilung) Transkription Translation Zellkern wachstumshemmender Faktor Rezeptor 3 Signalverstärkung Transkriptions- faktor DNA XXXXXXXXXXXXX m-RNA Protein (hemmt die Zellteilung) Transkript Translation Abbildung 2 Normaler Ablauf der Produktion zellteilungsstimulierender/hemmender Proteine Diese Gene im Erbgut einer Zelle werden durch bestimmte Signale reguliert. Wie in der obigen Abbildung zu sehen (Abb. 2), gibt es sowohl Wachstumsfaktoren als auch 5 (Gut- und bösartige Tumoren (apotheken.de), März 2021) 6 (Gutartige und bösartige Tumore - die Unterschiede - GesuenderNet - Ratgeber für Gesundheit, Medizin und Krankheiten, März 2021) 7 (Krebs aus Natura, Klett Verlag 2019) wachstumshemmende Faktoren. Diese stammen von benachbarten Zellen und binden an spezifische Rezeptoren der Zellmembran. In Folge dessen wird kaskadenartig (auch stufenartig) ein Signal an die entsprechenden Gene im Zellkern weitergeleitet. Dementsprechend werden entweder Proto-Onkogene (Krebsgen-Vorläufer) oder Tumor- Suppressor-Gene durch dieses Signal aktiv. 8 Durch die Aufnahme von krebserregendem Zigarettenrauch, in welchem chemische Mutagene wie etwa Benzpyren und Benzol enthalten sind, steigt die Chance, dass das Proto-Onkogen durch eine Mutation im Erbgut seine normale Funktion nicht mehr erfüllen kann. Dies geschieht aber auch durch physikalische Mutagene, wie etwa Röntgen-, UV- oder radioaktive Strahlung oder bestimmte Virusinfektionen. Kranke Onkogene könnten in Folge noch mehr Zellteilung fördern, wobei kranke Tumorsuppressorgene diese nicht mehr unterdrücken bzw. kontrollieren würden. Hierdurch entsteht ein Ungleichgewicht der Zellteilung, wodurch eine schnelle und unkontrollierte Zellteilung stattfindet. Vier Mutationsereignisse Eine Mutation des Proto-Onkogens führt also zu einer unkontrollierten Zellteilung. Bei jedem der vier Fälle wandelt sich ein Proto-Onkogen zu einem Onkogen um. Bei der sogenannten Genamplifikation findet eine Vermehrung von DNA-Abschnitten bzw. Sequenzen statt. Hierdurch liegen anschließend sehr viele Onkogene in der Zelle vor. (Abb.3b) 10 Anders ist es bei der Translokation (Ortsveränderung) welche eine Chromosomenmutation beschreibt, bei der bestimmte Chromosomenabschnitte abgebrochen sind und sich an eine andere Position innerhalb eines anderen Chromosoms angelagert haben. Hierbei kann sogar ein ganzes Chromosom verlagert werden. 11 Diese Chromosomenabschnitte könnten sich an einen aktiven Promotor binden, welcher die Transkription stimuliert und das Proto-Onkogen zum Onkogen macht. (Abb. 3a) Ein weiteres Ereignis der Mutation beruht auf der Transposition (auch versetzen). In der Molekulargenetik beschreibt die Transposition den Vorgang, bei dem das Proto-Onkogen 8 (Krebs aus Natura, Klett Verlag 2019) (Krebs aus Schroedel grüne Reihe Zellbiologie 2016) 10 (Amplifikation (Genetik) - Wikipedia, März 2021) 11 (Translokation (Genetik) - Wikipedia. März 2021)

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zu sehen, besteht aus einem kugelförmigen Körper und aus wurzelförmigen nach außen gerichteten Adern, welche die vielzähligen Beine des Krebstieres darstellen. 1 2 Abbildung 1 Brustkrebszelle unter einem Rasterelektronenmikroskop Unterscheidung - 3 Arten von Tumoren Jedoch muss man bei Krebs (auch Tumor genannt) zwischen drei bekannten Arten unterscheiden. Demnach gibt es gutartige, auch benigne Tumore genannt. ³Hierbei spricht man eigentlich nicht von der "Erkrankung" Krebs, da diese Art von Tumoren vergleichbar mit einem Luftballon ist. Das unkontrollierte Wachstum der Tumorzellen führt lediglich zu einer Ausdehnung im Körper, da diese Zellen von einer Art Schutzhülle umgeben sind, und damit das außenliegende Gewebe verdrängen. Benigne Tumore liegen meist an einer Stelle im Körper vor. Gefährlicher sind jedoch die sogenannten bösartigen, malignen Tumore. 4Um ihre Zellen befindet sich keine Schutzhülle oder Kapsel, weshalb diese auch bei zunehmendem Wachstum in benachbartes Gewebe eindringen und dieses zerstören. Bei malignen Tumoren liegt die Geschwulst außerdem nicht nur an einer lokalen Stelle im Körper vor wie etwa bei den benignen Tumoren. Dies 1 (Warum heißt Krebs eigentlich "Krebs"? Das steckt dahinter | FOCUS.de, März 2021) 2 Krebs (Medizin) – Wikipedia, 2021 3 (Benign tumor - Wikipedia, März 2021) 4 (Gut- und bösartige Tumoren (apotheken.de), März 2021) 2 liegt daran, da sich die unreifen Tumorzellen über naheliegende Blutbahnen im ganzen Körper verteilen und dort Tochtergeschwulste bilden. Hierbei spricht man von der Streuung oder auch Metastasierung von Tumorzellen. Diese lassen sich im Vergleich zu benignen Tumoren schwer operativ entfernen, weshalb zu anderen Behandlungsoptionen gegriffen werden muss. Eine weitere und dritte Art von Tumoren sind die sogenannten semimalignen Tumoren, welche auch das Nachbargewebe befallen, jedoch nicht im ganzen Körper streuen bzw. Metastasen bilden. 56 Aber wie entsteht eigentlich Krebs? Im Grunde genommen ist die Ursache von Krebs das defekte Erbgut einer Zelle, welches weder durch körpereigene Reparaturmechanismen repariert noch durch Abwehrmechanismen geschützt wird. Normalerweise steht der Zelltod mit der Zellteilung im Gleichgewicht. Es gibt in unserem Körper bestimmte Gene, welche dieses Gleichgewicht in Stand halten. Hierbei fördern sogenannte Proto-Onkogene eine Zellteilung wobei Tumor-Suppressor-Gene diese hemmen. Rezeptor protein Wachstums faktor Ras Signalverstärkung Transkriptions- faktor m-RNA Ras 444 DNA XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXxx Protein (stimuliert die Zellteilung) Transkription Translation Zellkern wachstumshemmender Faktor Rezeptor 3 Signalverstärkung Transkriptions- faktor DNA XXXXXXXXXXXXX m-RNA Protein (hemmt die Zellteilung) Transkript Translation Abbildung 2 Normaler Ablauf der Produktion zellteilungsstimulierender/hemmender Proteine Diese Gene im Erbgut einer Zelle werden durch bestimmte Signale reguliert. Wie in der obigen Abbildung zu sehen (Abb. 2), gibt es sowohl Wachstumsfaktoren als auch 5 (Gut- und bösartige Tumoren (apotheken.de), März 2021) 6 (Gutartige und bösartige Tumore - die Unterschiede - GesuenderNet - Ratgeber für Gesundheit, Medizin und Krankheiten, März 2021) 7 (Krebs aus Natura, Klett Verlag 2019) wachstumshemmende Faktoren. Diese stammen von benachbarten Zellen und binden an spezifische Rezeptoren der Zellmembran. In Folge dessen wird kaskadenartig (auch stufenartig) ein Signal an die entsprechenden Gene im Zellkern weitergeleitet. Dementsprechend werden entweder Proto-Onkogene (Krebsgen-Vorläufer) oder Tumor- Suppressor-Gene durch dieses Signal aktiv. 8 Durch die Aufnahme von krebserregendem Zigarettenrauch, in welchem chemische Mutagene wie etwa Benzpyren und Benzol enthalten sind, steigt die Chance, dass das Proto-Onkogen durch eine Mutation im Erbgut seine normale Funktion nicht mehr erfüllen kann. Dies geschieht aber auch durch physikalische Mutagene, wie etwa Röntgen-, UV- oder radioaktive Strahlung oder bestimmte Virusinfektionen. Kranke Onkogene könnten in Folge noch mehr Zellteilung fördern, wobei kranke Tumorsuppressorgene diese nicht mehr unterdrücken bzw. kontrollieren würden. Hierdurch entsteht ein Ungleichgewicht der Zellteilung, wodurch eine schnelle und unkontrollierte Zellteilung stattfindet. Vier Mutationsereignisse Eine Mutation des Proto-Onkogens führt also zu einer unkontrollierten Zellteilung. Bei jedem der vier Fälle wandelt sich ein Proto-Onkogen zu einem Onkogen um. Bei der sogenannten Genamplifikation findet eine Vermehrung von DNA-Abschnitten bzw. Sequenzen statt. Hierdurch liegen anschließend sehr viele Onkogene in der Zelle vor. (Abb.3b) 10 Anders ist es bei der Translokation (Ortsveränderung) welche eine Chromosomenmutation beschreibt, bei der bestimmte Chromosomenabschnitte abgebrochen sind und sich an eine andere Position innerhalb eines anderen Chromosoms angelagert haben. Hierbei kann sogar ein ganzes Chromosom verlagert werden. 11 Diese Chromosomenabschnitte könnten sich an einen aktiven Promotor binden, welcher die Transkription stimuliert und das Proto-Onkogen zum Onkogen macht. (Abb. 3a) Ein weiteres Ereignis der Mutation beruht auf der Transposition (auch versetzen). In der Molekulargenetik beschreibt die Transposition den Vorgang, bei dem das Proto-Onkogen 8 (Krebs aus Natura, Klett Verlag 2019) (Krebs aus Schroedel grüne Reihe Zellbiologie 2016) 10 (Amplifikation (Genetik) - Wikipedia, März 2021) 11 (Translokation (Genetik) - Wikipedia. März 2021)