Die Rolle von Telomeren beim Strahlenschutz

Ionisierende Strahlung wird in der Medizin schon seit langem als Hilfsmittel zur Diagnostik (Röntgenstrahlen) oder zur Therapie (Strahlentherapie) genutzt. Je nach Höhe der Strahlungsdosis kann sie jedoch zu ernsthaften Zellschäden und sogar zum Tod führen. In dem von der EU finanzierten Projekt TELORAD wurde eingehend untersucht, welche Rolle die Telomere – also die Chromosomenden – bei strahlungsinduzierten DNA-Schädigungen spielen.

Wenn ionisierende Strahlung mit lebender Materie in Wechselwirkung tritt, kann sie die DNA – also das Erbmaterial – schädigen und bei hohen Strahlungsdosen so viele Zellen zerstören, dass dies zu schweren Verletzungen und sogar zu einem schnellen Tod führt. Sind die Strahlungsdosen dagegen geringer, so können die überlebenden Zellen den Schaden in der DNA nur noch fehlerhaft reparieren. Dies wiederum kann Mutationen und Chromosom-Anomalien zur Folge haben, aus denen später möglicherweise Krebszellen entstehen.

Trotz der umfangreichen epidemiologischen Daten, die über Jahre hinweg gesammelt wurden, ist das Entstehen von Tumoren durch Strahlung noch immer ein Gebiet, auf dem intensiv geforscht wird. Dieser Umstand ist in erster Linie auf die große Schwankungsbreite der individuellen Reaktionen zurückzuführen, aber auch darauf, dass die Korrelation zwischen der Häufigkeit strahlungsinduzierter DNS-Schäden und dem individuellen Krebsrisiko weitgehend unbekannt ist.

Um hier mehr Klarheit zu schaffen, wurden in einer Forschungsarbeit im Rahmen des Projekts TELORAD die Telomere näher untersucht, die möglicherweise eine Fusion schadhafter Chromosomen untereinander verhindern. Das Hauptziel bestand im Aufspüren der Mechanismen, nach denen die Telomerase, das Telomer-Bindungsprotein und das DNS-Reparaturgen sowie ihre jeweilige Rolle für die Strahlungsempfindlichkeit miteinander verknüpft sind.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse lautete, dass die Länge der Telomere zu den bestimmenden Faktoren für die Strahlungsempfindlichkeit von Säugetieren gehört. Jede Verkürzung oder Veränderung kann eine apoptotische Reaktion (d.h. den Zelltod) und/oder eine chromosomale Instabilität und/oder eine Amplifikation durch telomerische Fusions-Trennungs-Fusions-Zyklen nach dem Einwirken von Strahlung auslösen. Festgestellt wurde auch, dass die Bildung und Übertragung von strahlungsinduzierten Schäden mit der eingehenden Analyse der Telomer-Strahlungsempfindlichkeit und den Hemmungsmechanismen in direktem Zusammenhang stehen.

Mit Hilfe der TELORAD-Forschung wurden neue Erkenntnisse über den Erhalt und die Aktivität von Telomeren gewonnen, die mit dem Entstehen von Tumoren einhergehen. Erwartet wird, dass diese Erkenntnisse zu einem besseren Verständnis des Strahlenschutzes führen werden, insbesondere in Risikoabschätzungen für das Einwirken von niedrigen Strahlungsdosen und niedrigen Strahlungsraten. Darüber hinaus könnten diese Erkenntnisse auch maßgeblich dazu beitragen, das Bewusstsein für einen vorsichtigeren Umgang mit ionisierender Strahlung zu schärfen.

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