Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein

Wis­sen­schaft­ler der Cha­rité – Uni­ver­si­täts­me­di­zin Ber­lin haben gemein­sam mit Kol­le­gen am Max-Planck-Insti­tut für Infek­ti­ons­bio­lo­gie, Ber­lin und der Stan­ford School of Medi­ci­ne, Kali­for­ni­en zei­gen kön­nen, dass eine Heli­co­bac­ter­in­fek­ti­on für die Ent­wick­lung von Magen­krebs ver­ant­wort­lich sein kann.

Die Stu­die stellt erst­mals einen direk­ten Zusam­men­hang zwi­schen der Infek­ti­on und einer beschleu­nig­ten Stamm­zel­len­re­ge­ne­ra­ti­on inner­halb der Magen­drü­sen her. Unter dem Ein­fluss des Bak­te­ri­ums erhöht sich die Anzahl der Zel­len mit Stamm­zell­po­ten­zi­al und mit ihnen das Risi­ko einer patho­lo­gi­schen Ver­än­de­rung, wie im aktu­el­len Fach­ma­ga­zin Natu­re* ver­öf­fent­licht ist.

Infek­tio­nen mit dem Magen­bak­te­ri­um Heli­co­bac­ter pylo­ri sind weit ver­brei­tet. Gleich­zei­tig gel­ten sie als wich­tigs­ter Risi­ko­fak­tor für das Ent­ste­hen von Magen­krebs. Nach einer Infek­ti­on kommt es zu einer ver­mehr­ten Zell­tei­lung im infi­zier­ten Gewe­be auf­grund eines bis dato unbe­kann­ten Mecha­nis­mus. Das For­scher­team um Dr. Micha­el Sig­al, Medi­zi­ni­sche Kli­nik mit Schwer­punkt Hepa­to­lo­gie und Gas­tro­en­te­ro­lo­gie der Cha­rité und BIH Cha­rité Cli­ni­ci­an Sci­en­tist, sowie Prof. Tho­mas F. Mey­er, Direk­tor am Max-Planck-Insti­tut für Infek­ti­ons­bio­lo­gie, Ber­lin, konn­te die­sen Pro­zess nun erst­ma­lig ent­schlüs­seln. Die im Magen befind­li­chen Drü­sen haben eine beson­ders hohe rege­ne­ra­ti­ve Kapa­zi­tät. Alle ein bis zwei Wochen wer­den sie kom­plett ersetzt. Wie eine bak­te­ri­el­le Infek­ti­on unter die­sen Umstän­den zu lang­fris­ti­gen Ver­än­de­run­gen füh­ren kann, war bis­lang unklar.

In der Basis der Drü­sen fin­den sich jedoch lang­le­bi­ge Stamm­zel­len, die ste­tig neue Zel­len gene­rie­ren“, erklärt Sig­al. „Wir woll­ten sowohl ihre Iden­ti­tät bestim­men, wie auch die Pro­zes­se, die ihre Rege­ne­ra­ti­on steu­ern“, so der Stu­di­en­lei­ter wei­ter. Die Cha­rak­te­ri­sie­rung der Stamm­zel­len hat gezeigt, dass es zwei unter­schied­li­che Stamm­zell­ar­ten im Magen gibt. Bei­de sind posi­tiv für den Mar­ker Axin2. „Wir haben her­aus­ge­fun­den, dass die Zel­len, die sich direkt unter­halb der Drü­sen befin­den, ein spe­zi­fi­sches Mole­kül namens R-spon­din 3 pro­du­zie­ren. Die­ses beein­flusst die Funk­ti­on der Stamm­zel­len maß­geb­lich. Es akti­viert die Zell­tei­lung in einer Teil­po­pu­la­ti­on der Stamm­zel­len und stei­gert dadurch die Rege­ra­ti­ons­ge­schwin­dig­keit der gas­tri­schen Drü­sen“, so der Wis­sen­schaft­ler. Eine Infek­ti­on mit Heli­co­bac­ter pylo­ri führt dazu, dass die Pro­duk­ti­on von R-spon­din ansteigt und die Stamm­zel­lak­ti­vi­tät zunimmt. Es ist zu ver­mu­ten, dass eine lang­fris­tig erhöh­te Stamm­zel­len­tei­lung die Krebs­ent­ste­hung direkt begüns­tigt.

Im Rah­men der Stu­die haben die For­scher unter ande­rem die Stamm­zel­len des Magens im Tier­mo­dell cha­rak­te­ri­siert. Mit­tels sen­si­ti­ver neu­er Tech­ni­ken konn­ten Mole­kü­le im Magen­ge­we­be in hoher Auf­lö­sung dar­ge­stellt wer­den. So ist es gelun­gen, Mole­kü­le, die die Stamm­zel­len regu­lie­ren, abzu­bil­den und ihre räum­li­che Nähe zum Stamm­zell­be­reich zu zei­gen. Eben­falls zum Ein­satz kamen ein Modell der Infek­ti­on mit Heli­co­bac­ter pylo­ri, das die ers­ten Vor­stu­fen der Krebs­ent­wick­lung im Men­schen nach­emp­fin­det sowie Expe­ri­men­te mit­tels soge­nann­ter Orga­no­i­de. Hier­bei han­delt es sich um Zell­kul­tu­ren, die aus mensch­li­chen und tie­ri­schen Stamm­zel­len direkt aus dem Magen­ge­we­be gewon­nen wur­den.

Wäh­rend lan­ge bekannt ist, dass bestimm­te Viren Krebs aus­lö­sen kön­nen, indem sie Gene in die Wirts­zel­le ein­schleu­sen, wer­den auch Bak­te­ri­en als Aus­lö­ser von Krebs­er­kran­kun­gen unter­sucht, wobei die zugrun­de­lie­gen­den Mecha­nis­men weni­ger klar sind. Jetzt konn­ten die Teams um Sig­al und Mey­er in Zusam­men­ar­beit mit wei­te­ren Koope­ra­ti­ons­part­nern das bis­lang gel­ten­de Dog­ma über­win­den, bak­te­ri­el­le Infek­tio­nen wür­den ledig­lich Zel­len an der Ober­flä­che beein­flus­sen. „Heli­co­bac­ter pylo­ri ver­ur­sacht eine lebens­lan­ge Infek­ti­on und stei­gert die Anzahl der lang­le­bi­gen Zel­len mit Stamm­zell­po­ten­zi­al in den Drü­sen des Magens. Die Geschwin­dig­keit der Stamm­zell­tei­lung ist erhöht, was letzt­lich in patho­lo­gi­schen Ver­än­de­run­gen des Epi­thels resul­tiert“, fol­gert Sig­al.

Die Stu­die gibt uns einen bes­se­ren Ein­blick in die Mecha­nis­men, die Magen­krebs aus­lö­sen kön­nen. Sie gibt uns auch all­ge­mei­ne­re Hin­wei­se dar­auf, wie chro­ni­sche bak­te­ri­el­le Infek­tio­nen die Gewe­be­funk­ti­on stö­ren und so das Krebs­ri­si­ko erhö­hen kön­nen“, fügt Mey­er hin­zu. Mit sei­nen Kol­le­gen beschäf­tigt er sich seit vie­len Jah­ren mit den krank­ma­chen­den Eigen­schaf­ten des Bak­te­ri­ums Heli­co­bac­ter pylo­ri und sei­nem Ein­fluss auf die Magen­ober­flä­che, dem Epi­thel. Auf lan­ge Sicht kön­nen die aktu­el­len Erkennt­nis­se dazu bei­tra­gen, die Ent­wick­lung ver­bes­ser­ter Behand­lungs­an­sät­ze vor­an­zu­brin­gen.

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