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Zürcher Forscher untersuchen die Rolle von Sauerstoffradikalen bei der Entstehung von Hautkrebs

26.07.2012
In den vergangenen Jahren hat die Zahl der Hautkrebs-Erkrankungen kontinuierlich zugenommen.

Dies ist zumindest teilweise darauf zurückzuführen, dass Menschen ihre Haut ungeschützt der UV-Strahlung aussetzen. Durch UV-Licht entstehen in den Zellen aggressive Sauerstoffradikale. Diese können teilweise durch körpereigene Eiweiße „entschärft“ werden.


Histologische Färbung eines Papilloms (gutartiger Hauttumor) in einer genetisch veränderten Maus, die Gene des Humanen Papillomavirus 8 in Keratinozyten exprimiert.
Quelle: S. Werner

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Sabine Werner an der ETH Zürich untersucht, ob Defekte in der Bildung dieser schützenden Eiweißmoleküle an der Entstehung von Hautkrebs beteiligt sind. Dabei machen sich die Wissenschaftler ihre Erfahrungen im Bereich der Wundheilung und die interessanten Parallelen zwischen Wundheilung und Krebs zu Nutze.

Hautwunden und bösartige Tumore weisen viele Gemeinsamkeiten auf. Die Zürcher Forscher konnten zeigen, dass Wundheilung und Tumorbildung durch ähnliche Mechanismen gesteuert werden. Der Körper kontrolliert diese Prozesse während der Wundheilung engmaschig und schaltet sie nach Abheilen der Wunde ab. In bösartigen Tumoren dagegen gerät die Steuerung außer Kontrolle. Um die genauen Zusammenhänge verstehen zu können, ist es deshalb wichtig, diejenigen Gene zu identifizieren, die sowohl die Wundheilung als auch das Wachstum von Tumoren steuern. Zudem soll die Konsequenz einer veränderten Expression dieser Gene für beide Prozesse untersucht werden. Diesen Fragestellungen widmet sich das Team an der ETH Zürich.
Eine besonders wichtige Rolle bei Wundheilung und Krebsentstehung spielen reaktive Sauerstoffspezies (RSS). In geringen Mengen werden diese in allen Zellen gebildet und steuern dabei die Übertragung von bestimmten Signalen. Während der Wundheilung werden durch die eingewanderten Entzündungszellen große Mengen an RSS produziert, um eindringende Bakterien abzuwehren. RSS führen jedoch auch zur Schädigung der Zellen in dem entzündeten Gewebe und es kann zum Zelltod oder zu Veränderungen des Erbmaterials kommen. Dadurch wird die Entstehung von Krebs begünstigt. UV-Strahlung oder bestimmte Chemikalien verstärken die Bildung von RSS in der Haut und erhöhen daher das Risiko, an Hautkrebs zu erkranken.

Zur Bekämpfung von RSS kommt es unter Stressbedingungen zur Aktivierung des sogenannten Nrf2 Transkriptionsfaktors. Dieser bewirkt die Neubildung von Eiweißmolekülen, die RSS unschädlich machen, wodurch Schäden von Hautzellen reduziert werden. Nrf2 reguliert beispielsweise sogenannte Peroxiredoxine. Die Arbeitsgruppe an der ETH Zürich konnte zeigen, daß sowohl Nrf2 als auch das von ihm gesteuerte Enzym Peroxiredoxin 6 in der Lage sind, Hautzellen vor den schädigenden Wirkungen von UV-Licht zu schützen. Nrf2 und Peroxiredoxin 6 sind zudem wichtig für den Wundheilungsprozess.

Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert ein Projekt der Zürcher Forschergruppe, das die Funktion von Nrf2 und Peroxiredoxin 6 bei der Entstehung und Progression von „Weißem Hautkrebs“ untersucht. Für die Studie wurden genetisch veränderte Mäuse eingesetzt, die entweder Nrf2 oder Peroxiredoxin 6 in der Haut verstärkt exprimieren, beziehungsweise denen diese Gene fehlen. In der ersten Förderperiode konnte das Team um Sabine Werner die interessante Beobachtung machen, dass ein Fehlen von Peroxiredoxin 6 die Hautkrebsentstehung begünstigt, während erhöhte Mengen dieses Enzyms vor der Entstehung von Hautkrebs schützen. In der zweiten Förderperiode untersuchen die Forscher die Konsequenzen der verstärkten Bildung oder Aktivierung von Nrf2 in der Haut. Zudem wollen sie die molekularen Mechanismen beleuchten, mit Hilfe derer Nrf2 und Peroxiredoxin 6 die Hautkrebsentstehung beeinflussen. Dabei setzen die Zürcher sowohl die oben genannten genetisch veränderten Mäuse ein als auch kultivierte Hautzellen. In Zusammenarbeit mit klinischen Kooperationspartnern untersucht das ETH Forscherteam, ob dieselben Mechanismen auch für das Entstehen und die Progression von bösartigen Hauttumoren des Menschen verantwortlich sind. Dies wäre eine Voraussetzung für die Entwicklung neuer Strategien zur Prophylaxe und Therapie dieser Erkrankungen.

Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert die zweite Phase dieses Forschungsprojekts mit rund 200.000 Euro, nachdem sie die erste Phase mit 160.000 Euro unterstützt hatte.

Stiftungszweck ist die Förderung der medizinischen Forschung, insbesondere von Projekten 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.

Kontaktdaten (Projektleitung):
Prof. Dr. Sabine Werner
Institute of Molecular Health Sciences, ETH Zürich
Tel.: +41 44 633 3352
E-mail: Sabine.werner@cell.biol.ethz.ch

Literaturhinweise:
Matthias Schäfer and Sabine Werner (2008). Cancer as an overhealing wound: An old hypothesis revisited. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 628-638.

Matthias Schäfer, Sabine Dütsch, Ulrich auf dem Keller, Faterneh Navid, Agatha Schwarz, Delinda A. Johnson, Jeffrey A. Johnson, and Sabine Werner (2010). Nrf2 establishes a glutathione-mediated gradient of cytoprotection in the epidermis. Genes Dev. 24, 1045-1058.

Maria Antsiferova, Marcel Huber, Michael Meyer, Aleksandra Piwko-Czuchra, Tamara Ramadan, Amanda S. MacLeod, Wendy L. Havran, Reinhard Dummer, Daniel Hohl and Sabine Werner (2011). Activin enhances skin tumorigenesis and malignant progression through induction of a pro-tumorigenic immune cell response. Nat. Commun., DOI: 10.1038/ncomms1585.

Sylvia Kloberdanz | idw
Weitere Informationen:
http://www.wilhelm-sander-stiftung.de/

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