Wenn Zellen nicht richtig kommunizieren – Basis für Tumoren

Zellen, die nicht mehr richtig miteinander kommunizieren können, legen den Grundstein für eine veränderte Embryonalentwicklung und die Entwicklung von Krebstumoren. Eines der wichtigsten unter den zellulären Kommunikationssystemen ist der Wnt-Signalweg.

„Das Enzym Casein Kinase 1y (CK1y) beeinflusst diesen Signalweg und ist für die Signalweiterleitung von der Zellmembran in das Zellinnere verantwortlich. Wird das Enzym zum Beispiel im Froschembryo ausgeschaltet, so entwickeln sich Kaulquappen mit verkümmertem Hinterleib und vergrößertem Kopf,“ sagte Prof. Dr. Christof Niehrs, Deutsches Krebsfor¬schungs¬zentrum Heidelberg (DKFZ), auf der 7. Göttinger Tagung der Deutschen Neurowissenschaftlichen Gesellschaft. Werde die CK1y Konzentration dagegen erhöht, entstehen missgebildete kopflose Kaulquappen. Auch bei den meisten häufigen Tumorerkrankungen spielen Veränderungen in verschiedenen Genen, die für die Signalweiterleitung verantwortlich sind, eine große Rolle. Daher sind die Forschungen zu den Signalwegen im menschlichen Körper von großem Interesse für die Krebsforschung. Je mehr dieser Signalwege erforscht sind, desto größer die Option, mit modernen Mitteln gezielt in die fehlgeleitete Kommunikation entarteter Zellen einzugreifen.

Rund 20 verschiedene Vertreter der Wnt-Proteinfamilie starten eine Signalkaskade, die Befehle von speziellen Andockstellen auf der Zellmembran über das Zytoplasma bis in den Zellkern weiterleiten. Die Zelle reagiert auf das Signal, indem sie bestimmte Gene an- oder abschaltet. Wissenschaftler um Professor Dr. Christof Niehrs haben in der Zeitschrift Nature den entschei¬denden Schritt der Signalweiterleitung von der Zellmembran ins Zellplasma beschrieben – eine bislang unbekannte Etappe auf dem Weg der Nachrichtenübermittlung. Das Enzym Casein Kinase 1gamma (CK1gamma) ist unerlässlich, um die Wnt-Signale von den Rezeptoren der Zellmembran ins Zellinnere weiterzuleiten.

Bei Wirbeltieren entscheiden Wnt-Signale über die Ausprägung der Körperachsen. Dass CK1gamma eine wichtige Komponente des Wnt-Signalwegs ist, demonstrierten die Heidelberger Forscher an der Wirkung von CK1gamma auf Embryonen des Krallenfroschs Xenopus. Je nachdem, ob das Enzym im Froschembryo aus- oder eingeschaltet wird, entwickeln sich Kaulquappen mit verkümmertem Hinterleib und vergrößertem Kopf oder missgebildete kopflose Kaulquappen. Die Funktion von CK1gamma ist in der Evolution hoch konserviert: Eine Blockade von CK1gamma unterbricht auch in Zellen der Taufliege Drosophila den Wnt-Signalweg.

Publikation: Gary Davidson, Wei Wu, Jinlong Shen, Josipa Bilic, Ursula Fenger, Peter Stannek, Andrei Glinka und Christof Niehrs: Casein kinase 1gamma couples WNT receptor activation to cytoplasmic signal transduction. Nature, 8. Dezember 2005

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Christof Niehrs
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Tel.: 0049/6221/42 46 90
eMail: niehrs@dkfz.de