12.01.2021 - Universität Innsbruck

Krebs­risi­ko er­ken­nen, bevor Krebs ent­steht

Völlig neue Wege zur Krebsprävention

Im Kampf gegen Krebs ist eine möglichst frühe Diagnose wesentlich für den Behandlungserfolg. Wissenschaftler um Martin Widschwendter wollen noch einen Schritt weiter gehen und völlig neue Wege zur Prävention von Krebs etablieren.

Wie hoch das individuelle Risiko, an Krebs zu erkranken, tatsächlich ist, hängt zum Teil von genetischen Faktoren ab. Aber auch eine Reihe von nicht-genetischen Faktoren haben einen hohen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit, mit der jemand an Krebs erkrankt. Martin Widschwendter, seit März 2020 Professor für Krebsprävention und Screening an der Universität Innsbruck, arbeitet an Methoden, die das individuelle Risiko für Krebserkrankungen messbar erfassen sollen. Diese Methoden sollen für Krebserkrankungen – vergleichbar mit Blutdruckmessungen zur Risikoüberwachung für Herzinfarkt und Schlaganfall – eingesetzt werden und somit helfen, das Risiko, an Krebs zu erkranken, zu verringern.

Der gynäkologische Onkologe konzentriert sich dabei vor allem auf die vier frauenspezifischen Krebsarten Brustkrebs, Eierstockkrebs, Gebärmutterhals- sowie Gebärmutterkörperkrebs. Es gibt eine Genmutation, die einige Frauen in ihrem Erbgut tragen, die auf ein sehr hohes Risiko hinweist, an einer aggressiven Brustkrebs-Form zu erkranken. Frauen mit einer sogenannten BRCA1-Mutation erkranken zu 72 Prozent bis zum Alter von 80 Jahren an Brustkrebs. Eine medial sehr bekannte Trägerin einer BRCA-Mutation ist Angelina Jolie, die dieses Risiko durch Entfernung ihres Brustgewebes minimiert hat. „Diese Form der Genmutation trägt allerdings nur rund 1 von 800 Frauen in ihrem Erbgut, sie allein erklärt also die sehr hohe Zahl an Brustkrebs-Erkrankungen nicht“, erklärt Martin Widschwendter. „Rund 95 Prozent aller an Brustkrebs erkrankten Frauen haben diese Mutation nicht in ihrem Erbgut.“ Neben den genetischen Voraussetzungen müssen demnach auch andere Ursachen für eine Krebserkrankung vorliegen. Um das Gesamtrisiko für frauenspezifische Krebserkrankungen zu erfassen, betrachten Widschwendter und sein Team neben den genetischen Komponenten auch nicht-genetische Faktoren, wie Umwelteinflüsse, Hormone oder die Lebensweise, und setzen dabei auf die Analyse des sogenannten Epigenoms. Unterstützt werden sie vom Europäischen Forschungs-Förderungsprogramm Horizon 2020 und der britischen Charity-Organisation „The Eve Appeal“.

Zellidentität

„Jede Zelle eines Menschen beinhaltet die exakt gleichen Informationen in Bezug auf die DNA. Eine Darmzelle beispielsweise muss aber wissen, welche Information sie sich aus dem Genom holen muss, um als Darmzelle zu funktionieren. Dieser sehr komplexe Vorgang wird durch das Epigenom geregelt“, erläutert Widschwendter. Das Epigenom spielt eine ganz entscheidende Rolle für die Zellidentität, indem es durch Markierungen am menschlichen Erbgut die Identität einer Zelle bestimmt. Besonderes Augenmerk legen die Wissenschafter*innen dabei auf einen wichtigen Teil des Epigenoms, die sogenannte DNA-Methylierung. Dabei handelt es sich um Markierungen an der DNA, die bestimmte Expressionen in der Zelle erhöhen oder verringern und dadurch definieren, welchen Typus eine Zelle annimmt. Die DNA-Methylierung wird dabei sowohl von genetischen Faktoren modifiziert als auch von nicht-genetischen. Genau das macht sie so interessant für die Wissenschaftler*innen, denn sie integriert alle Faktoren, die auf die Zellen im Laufe des Lebens eingewirkt haben und hinterlässt eine entsprechende Signatur auf der DNA. „Externe Faktoren, wie zum Beispiel Rauchen, Ernährungsweise oder Hormone, können die DNA-Methylierung verändern. Solche Umstellungen des Epigenoms können dann das Risiko, an Krebs zu erkranken, sowohl erhöhen als auch reduzieren“, erklärt der Onkologe.

Risiko überwachen

Mithilfe dieses Mechanismus wollen die Wissenschaftler eine neue Methode der Krebsprävention etablieren und somit Krebserkrankungen vorbeugen, bevor sie überhaupt entstehen. „Weil wir aus bisherigen Forschungen wissen, dass Brust-, Eierstock-, Gebärmutterhals- und Gebärmutterkörperkrebs epitheliale Erkrankungen sind, bei denen Hormone eine große Rolle spielen, brauchen wir für unsere Screenings zur Einschätzung des Krebsrisikos Epithelzellen – das sind Zellen, die Organe auskleiden –, die ebenso hormonabhängig sind. Beides ist bei Zellen des Gebärmutterhalses der Fall. Dazu kommt, dass diese Zellen sehr einfach und nicht-invasiv durch einen Abstrich – wie schon bisher bei routinemäßigen gynäkologischen Untersuchungen – entnommen werden können“, beschreibt Widschwendter. Mithilfe dieser Zellen aus dem Gebärmutterhals will das Team sogenannte WID-Risikoscores für die vier frauenspezifischen Krebsarten Brust-, Eierstock-, Gebärmutterhalsund Gebärmutterkörperkrebs bestimmen. „So könnten wir ein erhöhtes Krebsrisiko viele Jahre vor einer Diagnose aufzeigen und die passenden präventiven Maßnahmen vorschlagen“, erläutert Martin Widschwendter den Ansatz. Maßnahmen wie Blutdrucksenker, salzarme Ernährung oder mehr Bewegung werden beispielsweise seit Jahren erfolgreich zur Vorbeugung von Herzinfarkt und Schlaganfall angewendet und haben die Anzahl dieser Erkrankungen damit deutlich verringert. Zur Prävention von Krebserkrankungen bei erhöhtem Risikoscore könnten weiterführende spezifische Untersuchungen, Gewichtsabnahme oder präventive Medikamente der Erkrankung vorbeugen. Die Wissenschaftler*innen wollen nun untersuchen, ob das Krebsrisiko so über Jahre hinweg überwacht werden und damit Krebserkrankungen vorgebeugt werden kann.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Universität Innsbruck
  • News

    Alzheimer-Modellierung zeigt überraschende Ergebnisse

    Der Innsbrucker Molekularbiologe Jerome Mertens und sein Team modellierten erstmals auch die sporadische, nur im Alter auftretende Form von Alzheimer basierend auf Hautzellen von Patienten. Die in Cell Stem Cell veröffentlichten Ergebnisse belegen eine Altersabhängigkeit dieser Form der Kra ... mehr

    Neuer Mechanismus schützt vor Krebszellwanderung und Gewitter im Gehirn

    3BP Proteine hemmen den Stoffwechsel-Treiber MTOR – ein Signalprotein, das bei Tumorerkrankungen und Entwicklungsstörungen des Gehirns eine zentrale Rolle spielt. Zu diesem Ergebnis, das neue Chancen für personalisierte Therapien bei Krebs und neuronalen Erkrankungen eröffnen könnte, kamen ... mehr

    Auf der Suche nach personalisierten Krebsmedikamenten

    Mit neuen Biosensoren sind Forscher der Universität Innsbruck in der Lage die Aktivität von Kinasen direkt in intakten Zellen zu bestimmen. Nun haben die Grundlagenforscher um Eduard Stefan diese Technologie weiterentwickelt, um vorhersagen zu können, ob Medikamente bestimmte Kinasen hemmen ... mehr

  • Videos

    Biologische Schädlingsbekämpfung

    Der Maikäfer macht den Betroffenen in der Landwirtschaft oft schwer zu schaffen. Hermann Strasser vom Institut für Mikrobiologie bekämpft den Schädling mit einem ganz speziellen Pilz, der in den Boden ausgebracht werden kann. mehr

    Abfallwirtschaft: Energie aus Biomüll

    In der Abteilung für Abfallbehandlung und Ressourcenmanagement am Institut für Infrastruktur der Uni Innsbruck wird an verschiedenen Methoden zur nachhaltigen Aufarbeitung der vielen Tonnen des jährlich anfallenden Restmülls gearbeitet. Die Forscherinnen und Forscher arbeiten an der Schnitt ... mehr

    Pharmazie: Alternativen zur Spritze

    Die Forschungsgruppe um den Innsbrucker pharmazeutischen Technologen Andreas Bernkop-Schnürch ist weltweit führend, wenn es darum geht, Spritzen zu vermeiden. Insulin in Tablettenform – Was vor zwanzig Jahren noch unmöglich schien, wird dank Nanotechnologie bald möglich sein. Auch am Innsbr ... mehr