Wie das Down-Syndrom vor Krebs schützt

Zu zerfasert für Krebs: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Matthias Lauth von der Philipps-Universität Marburg haben einen molekularen Mechanismus aufgeklärt, der dazu beiträgt, dass Menschen mit Down-Syndrom seltener an Krebs erkranken als andere. Wie das Team im Wissenschaftsmagazin „Nature Communication“ schreibt, hemmt das Protein DYRK1A das Wachstum zellulärer Fasern und verhindert dadurch, dass krebsauslösende Faktoren an ihren Zielort gelangen, nämlich in den Zellkern.

Trümmer versperren den Weg zum Zellkern: DYRK1A bewirkt, dass Fasern in der Zelle fragmentiert bleiben (Bild rechts, oberer Bildrand), während sie normalerweise ein Gerüst aufbauen (links). (Abbildung: Autoren / AG Lauth)

Menschen mit Down-Syndrom besitzen ein überzähliges Chromosom. Diese genetische Abweichung geht mit einer höheren Konzentration des Proteins DYRK1A in den Körperzellen einher, weil sich die Bauanleitung für das Protein auf dem betroffenen Chromosom 21 befindet; sie liegt also in einer zusätzlichen Kopie vor. „Unsere Ergebnisse erklären, inwiefern DYRK1A der Tumorbildung entgegenwirkt“, sagt Mitverfasser Lauth, der eine Nachwuchsgruppe am Zentrum für Tumor- und Entzündungsforschung der Philipps-Universität leitet.

DYRK1A ist bekannt dafür, dass es die Hedgehog-Signalkaskade aktiviert, die an verschiedenen Krebserkrankungen beteiligt ist. Wie das Autorenteam herausfand, kann DYRK1A aber auch in gegensinniger Richtung wirken und Hedgehog hemmen, indem es nachgeschaltete Proteine behindert. Diese dienen eigentlich dazu, das Hedgehog-Signal bis zum Zellkern weiter zu geben, wo dann weitere Gene angeschaltet werden. Man kann sich das vorstellen wie eine Folge von Staffelläufern, die sich abwechseln und ihre Stafette weiterreichen, bis das Ziel erreicht ist, in diesem Fall die Kommandozentrale der Zelle.

Damit die Proteine dieser Signalkette zum Zellkern transportiert werden, sind sie auf das Zellgerüst angewiesen. Lauth und seine Koautoren präsentieren mikroskopische Aufnahmen, die belegen: DYRK1A verhindert das Wachstum der Fasern, aus denen das Gerüst besteht – der Weg wird sozusagen unpassierbar.

„Unsere Ergebnisse bieten einen mechanistischen Rahmen, um die negative Wirkung von DYRK1A auf den Hedgehog-Signalweg zu erklären, der zu Tumorerkrankungen führen kann“, fasst der Studienleiter die Resultate zusammen. Die Erkenntnisse der Autorinnen und Autoren könnten neue Therapieoptionen eröffnen, um Krebserkrankungen erfolgreich zu bekämpfen.

Das Zentrum für Tumor- und Entzündungsforschung (ZTI) der Philipps-Universität führt molekular- und zellbiologische Arbeitsgruppen zusammen, die sich der Erforschung von Krebserkrankungen und der Immunregulation widmen. Der Arbeitsschwerpunkt liegt auf der Aufklärung der Wechselwirkungen, die zwischen Entzündungen und der Entwicklung von Tumoren bestehen.

Neben dem Marburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ist auch ein Team aus Dallas in den USA an der aktuellen Publikation beteiligt. Die Autorinnen und Autoren empfingen unter anderem finanzielle Unterstützung von der Deutschen Krebshilfe, der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der „Stiftung Tumorforschung Kopf-Hals“ für ihre Arbeit.

Originalveröffentlichung: Philipp Schneider & al.: Identification of a novel actin-dependent signal transducing module allows for the targeted degradation of GLI1, Nature Communications 2015,
DOI: 10.1038/ncomms9023

Weitere Informationen:

Ansprechpartner: Dr. Matthias Lauth,
Zentrum für Tumor- und Immunbiologie
Tel.: 06421 28-66727
E-Mail: matthias.lauth@imt.uni-marburg.de