Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

BRCA-Mutationen können einen Einfluss auf die Reparatur von strahleninduzierten DNA-Schäden haben

10.12.2010
Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Eine erbliche Prädisposition für Brustkrebs wird in 5-10% der Fälle mit einer Mutation der brustkrebsassoziierten Gene BRCA1 und BRCA2 in Verbindung gebracht. Dies wird auf die Rolle der Genprodukte bei der Erhaltung der genomischen Stabilität und der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) zurückgeführt. Diese schwerwiegenden DNA-Schäden entstehen u. a. durch Röntgenstrahlung.

Konsequenterweise würde eine Beeinträchtigung der Funktionen von BRCA1 und BRCA2 der gängigen medizinischen Praxis, erblich vorbelastete Frauen in relativ jungen Jahren und regelmäßig mammographisch zu untersuchen, widersprechen.

Könnte das Risiko einer Entartung der Zellen und damit der Entstehung von Krebs durch die Behandlung vergrößert werden? Durch die Bestrahlung könnten vermehrt DNA-DSBs entstehen, die aufgrund der eingeschränkten Reparatur nicht oder fehlerhaft repariert würden.

Diese Fragestellung wurde in einem von der Wilhelm-Sander-Stiftung geförderten Projekt von der Arbeitsgruppe um Prof. Markus Löbrich an der Technischen Universität Darmstadt) untersucht. In der durchgeführten Studie wurde zunächst der Einfluss von heterozygoten BRCA-Mutationen auf die Reparaturkapazität einer Zelle untersucht. Dieser heterozygote Status ist durch den Verlust einer der beiden normalerweise vorhandenen Kopien (Allele) eines Genes gekennzeichnet und wird mit einem erhöhten Risiko für das Auftreten von Brustkrebs in Verbindung gebracht. So sollte herausgefunden werden, ob der Verlust einer BRCA-Kopie bereits zur Einschränkung des Reparaturvermögens führt oder ob die noch vorhandene Kopie ausreicht, um die Funktion des Eiweißes zu erfüllen.

Dabei kann in der Zellkultur der ausdifferenzierte und teilungsinaktive Zustand normaler Körperzellen simuliert werden. In diesem Zustand konnte keine Einschränkung der Reparaturkapazität von heterozygoten BRCA-Mutanten im Vergleich zu reparaturprofizienten Wildtypzellen nachgewiesen werden. Die Aktivität des verbliebenen Allels ist für die Funktion ausreichend.

Allerdings gibt es im Brustgewebe auch teilungsaktive Zellen, die während der Schwangerschaft die Zellvermehrung im Drüsengewebe bedingen. Die Untersuchung der Reparaturkapazität wachsender BRCA1-heterozygoter Zellen konnte keine Beeinträchtigung des Reparaturvermögens feststellen. Auch in wachsenden Zellen scheint die Aktivität der vorhandenen BRCA1-Kopie zur Ausübung der Funktion auszureichen. Dagegen zeigen einige der untersuchten BRCA2-heterozygoten Zellen eine Verminderung der Reparaturkapazität. Allerdings war eine abschließende Beurteilung einer Erhöhung des Risikos von Trägerinnen heterozygoter BRCA2-Mutationen aufgrund der geringen Anzahl von Stichproben nicht möglich.

BRCA2 ist an einem Reparaturweg, der ausschließlich in der späten S- und G2-Phase wachsender Zellen zur Verfügung steht, beteiligt. So zeigen homozygote BRCA2-Mutanten, die zwei funktionsuntüchtige BRCA2-Kopien tragen, eine Einschränkung der DSB-Reparatur in der G2-Phase des Zellzyklus (siehe Abbildung). Die weitere Charakterisierung der BRCA2-spezifischen Reparatur konnte einen sehr interessanten Zusammenhang mit den reparaturrelevanten Proteinen ATM (Ataxia telangiectasia mutated) und Artemis aufdecken.

Der Verlust von Erbinformation in diesen Proteinen wird mit dem Auftreten von Krankheiten, die durch eine erhöhte Sensitivität gegenüber ionisierender Strahlung gekennzeichnet sind, assoziiert. In teilungsinaktiven Zellen konnte ATM und Artemis eine gemeinsame Rolle bei der langsamen Reparatur von DSBs mit möglicherweise besonders komplizierter Bruchstruktur zugeordnet werden. Auf zellulärer Ebene ist ein identischer Reparaturdefekt nachweisbar, der in der G2-Phase große Ähnlichkeiten zu BRCA2-defizienten Zellen aufweist. Weitere und unabhängige Ansätze konnten den funktionalen Zusammenhang von BRCA2, ATM und Artemis bestätigen. Die Tatsache, dass ATM und Artemis in der G2-Phase wachsender Zellen an der BRCA2-spezifischen Reparatur beteiligt sind, deutet darauf hin, dass dieser Reparaturweg ebenfalls für die Reparatur von komplizierten Brüchen zuständig ist.

Dieses Ergebnis stellt einen ersten Schritt bei der Untersuchung des BRCA2-abhängigen Reparaturweges dar und lässt Vermutungen über die Beschaffenheit der strahleninduzierten DSBs zu, die über diesen speziellen Reparaturweg repariert werden müssen. Dies trägt zum Verständnis der Funktion von BRCA2 bei der Reparatur von DSBs in der G2-Phase wachsender Zellen bei. Dies ermöglicht auch eine Abschätzung, inwieweit durch eine Mammographie das Risiko einer Krebserkrankung für Trägerinnen heterozygoter BRCA2-Mutationen erhöht wird.

Die Wilhelm Sander-Stiftung förderte dieses Forschungsprojekt mit insgesamt über 240.000 Euro.

Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden insgesamt über 190 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.

Kontakt:
Prof. Dr. rer. nat. Markus Löbrich;
Technische Universität Darmstadt;
Tel. 06151-167460

Bernhard Knappe | idw
Weitere Informationen:
http://www.wilhelm-sander-stiftung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biologischer Lichtsensor in Aktion gefilmt
15.06.2018 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Belohnung fürs Gehirn
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics