Die Schwelle zum Darmkrebs verstehen: Berliner Forscher erhält ERC Starting Grant

Prof. Michael Sigal von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastroenterologie der Charité will mit seinem Projekt „Revert“ aufklären, wie sich das Gewebe des Gastrointestinaltraktes bei einer Schädigung verändert.

Sigal leitet außerdem als Gastwissenschaftler am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC-BIMSB) die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Emmy Noether-Nachwuchsgruppe „Gastrointestinale Barriere, Regeneration und Karzinogenese“. Für das Projekt „Revert“ hat er nun einen Starting Grant des European Research Council (ERC) erhalten. 

Magen und Darm sind einer Vielzahl äußerer Einflüsse ausgesetzt. Sigal beschäftigen insbesondere Stammzellen, die für die kontinuierliche Erneuerung der Darmschleimhaut verantwortlich sind. Eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe unter seiner Leitung erforscht, wodurch diese Stammzellen möglicherweise geschädigt werden, und wie die Schäden zum Entstehen infektiöser und entzündlicher Erkrankungen oder Krebs beitragen. Das Team konnte bereits zeigen, dass eine Verletzung der Darmschleimhaut zu einer neuen Aufgabenteilung führt. Stammzellen, die sich tief im Inneren der Schleimhaut befinden, sterben ab und werden von ausdifferenzierten Zellen der Oberfläche ersetzt. Diese werden zu Stammzellen reprogrammiert und beginnen, sich immer wieder zu teilen, um so die Schleimhaut neu aufzubauen. Zwar verhindert dieser Regenerationsprozess, dass nach einer Verletzung Bakterien aus dem Darm in die Blutbahn gelangen. Jedoch vermutet Sigal, dass hier auch der erste Schritt auf dem Weg zu Darmkrebs getan wird.

„Zellen an der Oberfläche des Epithels kommen mit dem Mikrobiom, also den im Darm lebenden Bakterien, und ihren Stoffwechselprodukten in Berührung, die mitunter ihre DNA-schädigen können“, sagt er. „Werden sie zu Stammzellen, können sich Mutationen im Epithel festsetzen und die komplexen Prozesse, die normalerweise für ein Gleichgewicht zwischen Zellteilung und Ausdifferenzierung sorgen, durcheinanderbringen – ein Vorstadium der Krebsentwicklung.“

In den kommenden fünf Jahren will er mit dem Projekt „Revert“ aufklären, wie sich das Gewebe des Magen-Darm-Trakts bei einer Schädigung verändert. Um die Tochterzellen von normalen Stammzellen mit solchen von „Ersatz-Stammzellen“ zu vergleichen, nutzt er die Einzelzellsequenzierung und erstellt für die einzelnen Zellen Stammbäume („lineage-tracing“). Sie dokumentieren die genetischen Veränderungen im Laufe der Zeit. Mithilfe solcher Technologien will Sigal ein grundlegendes Verständnis dafür entwickeln, welche Faktoren dazu beitragen, dass chronisch-entzündliche und maligne Erkrankungen des Darms sich manifestieren. Dieses Wissen könnte den Grundstein für die Entwicklung ursachengerichteter Therapien für entzündliche Darmkrankheiten legen und zur Prävention von Darmkrebs beitragen.