Hitzeschock-Proteine und DNA-Reparaturmechanismen entschlüsselt


Erst jetzt beginnen wir die molekulargenetischen Mechanismen in der Zelle zu verstehen. Neueste Erkenntnisse, die für die Krebsbekämpfung Bedeutung haben, betreffen die biochemischen Vorgänge bei der Erwärmung von Zellgewebe. Die dabei verstärkt entstehenden Hitzeschock-Proteine bieten Perspektiven für schonende Immunbehandlungen. Gleichzeitig gibt es wissenschaftliche Hinweise darauf, dass die Erwärmung von Tumorgewebe das für den DNA-Reparaturmechanismus verantwortliche Protein zerstört und damit die Wirkung von Chemo- und Strahlentherapie deutlich beschleunigt.

Link-Empfehlungen der Redaktion zu weiterführenden Informationen:

- Broschüre des Helmholtz-Zentrums München zur translationalen Medizin – Link
- Exzellenzcluster m4 zur personalisierten Medizin – Link
- Wissenschaftliche Informationen zu Hitzeschock-Proteinen – Link
- Interview mit Prof. Dr. Rolf Sauer zur interdisziplinären Krebstherapie – Link

Mehr zum Inhalt des Videos:

Fieber hilft, Krankheiten zu besiegen. Die heilende Wirkung ist seit Jahrhunderten bekannt. Doch erst jetzt entschlüsseln Molekularbiologen die dafür verantwortlichen Vorgänge in der Zelle. Nimmt die Temperatur im Körper zu, kommt es in den Zellen zu Hitzestress. Das kann im schlimmsten Fall zu deren Absterben führen. Bei Fieberstress bis 42°C bilden sich deshalb sogenannte Hitzeschock-Proteine, kurz HSP. Sie helfen im Zellinneren, den Stress zu bewältigen und eine Zellschädigung oder gar Abtötung zu verhindern. In Tumorzellen führt die Erwärmung zudem – im Gegensatz zu Normalgeweben – zu einer ungewöhnlichen Wanderung eines speziellen Hitzeschock-Proteins, des HSP 70. Es bewegt sich vom Zellinneren an die Oberfläche. Damit wird die kranke Zelle für das Immunsystem „sichtbarer“, das löst im Körper eine verstärkte Immunreaktion aus, die bis zur spezifischen Abtötung weiterer Tumorzellen führen kann.

Dass künstliches Fieber – auch Hyperthermie genannt – in der Tumorbekämpfung positive Wirkung zeigen kann, ist ein seit Jahrzehnten experimentell beobachtetes Phänomen, dessen genaue Ursache aber bisher offen war. Die Hitzeschock-Proteine geben nun erstmals eine molekularbiologische Erklärung für die positive Wirkung von Hyperthermie. Die Immunologen Prof. Dr. Gabriele Multhoff vom Universitätsklinikum rechts der Isar und Dr. Udo Gaipl vom Universitätsklinikums Erlangen befassen sich mit diesen Forschungen im Rahmen des Exzellenzclusters für personalisierte Medizin.

Eine weitere Erklärung des positiven Einflusses der Wärmebehandlung in der Krebstherapie gibt ein anderes Forschungsergebnis am Erasmus Medical Center in Rotterdam. Dort untersuchte Dr. Berina Eppink die Wirkungsmechanismen bei der DNA-Reparatur. Die Krebstherapie mit Bestrahlung oder Chemo zielt darauf, die

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DNA in den kranken Zellen des Tumors zu schädigen, damit sie sich nicht weiter ausbreiten können. Die Therapie in befallenen Zellen wird aber durch diese zellulären Reparaturmechanismen teilweise wieder zunichte gemacht. Die für die Reparatur verantwortlichen Proteine in der Zelle werden durch zusätzliche Wärmebehandlung der Zelle jedoch zerstört. Die experimentell beobachtete deutliche Wirkungssteigerung von Chemo- und Strahlentherapie bei gleichzeitiger Wärmebehandlung hat damit ihre molekularbiologische Grundlage erhalten. Unsere Reporterin Dr. Susanne Päch sprach über das Thema mit Wissenschaftlern dieses Spezialgebietes anlässlich des Deutschen Kresbskongresses 2012 in Berlin.

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