Was ist Chemotherapie?

Die Chemotherapie ist eine Therapieform, mit der Krebs behandelt werden kann. Sie basiert auf der Verwendung sogenannter zytotoxischer Medikamente, die sich schnell teilenden Zellen – ein Merkmal, das viele Krebszellen auszeichnet – angreifen und zerstören sollen. Die Chemotherapie zählt zu den häufigsten Behandlungsformen und wird oft in Kombination mit einer Strahlentherapie eingesetzt.

Wie wirkt die Chemotherapie auf Krebszellen?

Um Krebs wirksam zu behandeln, muss man zunächst verstehen, was die meisten Krebsarten gemeinsam haben. Die Antwort: Krebszellen teilen sich unkontrolliert. Im Gegensatz dazu sind gesunde Zellen streng reguliert und teilen sich nur dann, wenn es notwendig ist – zum Beispiel zur Heilung von Verletzungen oder zum Ersatz abgestorbener Zellen. Krebszellen haben diese Kontrolle verloren.  Sie programmieren manchmal die Umgebung um, damit sie deren Wachstum fördert. In seltenen Fällen können Tumore auch von selbst verschwinden (spontane Regression bei Neuroblastomen).

Genau beim unkontrollierten Wachstum setzt die Chemotherapie an. Sie nutzt dieses eindeutige Merkmal der Krebszellen aus und greift gezielt in die Phasen der Zellteilung ein. Die eingesetzten Medikamente stören die Vorgänge, die für das Kopieren der DNA und die anschließende Teilung der Zelle notwendig sind. Dadurch können sich die Krebszellen nicht weiter vermehren oder sterben ab.

Wie genau funktioniert die Chemotherapie?

Um zu verstehen, wie Chemotherapie wirkt, hilft ein Blick auf den Zellteilungsprozess. Bevor sich eine Zelle teilt, muss sie eine exakte Kopie ihrer DNA erstellen. Das funktioniert vereinfacht gesagt in drei Schritten:

1. Lesen: Ein Enzym „liest“ die DNA ab – so wie ein Kopierer eine Vorlage scannt.
2. Kopieren: Die Zellmaschinerie stellt aus Nukleotiden (den Bausteinen der DNA) eine identische Kopie her.
3. Teilen: Die Zelle teilt sich und verteilt die DNA auf die Tochterzellen.

Chemotherapeutika – also die Medikamente, die bei einer Chemotherapie verwendet werden – greifen an verschiedenen Punkten dieses Prozesses an. Hier drei Beispiele:

• Antimetaboliten: Diese wirken wie fehlerhafte Tintenpatronen im Kopierer. Sie ahmen die Bausteine der DNA nach, sind aber nicht funktionsfähig. Dadurch entstehen fehlerhafte Kopien, die unbrauchbar sind, und die Zelle stirbt ab.
• Topoisomerase-Hemmer: Stell dir vor, die DNA ist ein Faden, der sich beim Kopieren verdreht. Topoisomerase ist das Enzym, das den Faden entwirrt. Topoisomerase-Hemmer blockieren dieses Enzym, wodurch sich die DNA so stark verdreht, dass sie bricht und nicht weiter kopiert werden kann.
• Mitose-Hemmer: Am Ende der Zellteilung werden die beiden Kopien der DNA auf die Tochterzellen verteilt. Dafür verwendet die Zelle Mikrotubuli, die wie Seile funktionieren und die DNA aufteilen. Mitose-Hemmer zerstören diese Seile, sodass die Zellteilung nicht abgeschlossen werden kann.

Durch diese gezielte Störung der Zellteilungsprozesse können sich Krebszellen nicht mehr teilen und sterben ab.

Warum verursacht Chemotherapie so starke Nebenwirkungen?

Die Fähigkeit der Chemotherapie schnell teilende Zellen anzugreifen, ist zugleich ihre größte Schwäche. Denn es gibt auch gesunde Zellen, die sich auf natürliche Weise schnell teilen, um wichtige Funktionen im Körper zu erfüllen. Da Chemotherapeutika nicht zwischen gesunden und bösartigen Zellen unterscheiden können, greifen sie alle sich schnell teilenden Zellen an.

Besonders betroffen sind:

• Haarfollikelzellen: Sie sind für das Wachstum der Haare verantwortlich und teilen sich ständig. Werden sie zerstört, kommt es zu Haarausfall.
• Zellen des Magen-Darm-Trakts: Diese Zellen erneuern sich ständig, um die Schleimhäute zu schützen und die Verdauung zu ermöglichen. Ihre Schädigung führt zu Übelkeit, Erbrechen und Durchfall.
• Blutbildende Zellen im Knochenmark: Sie produzieren rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen. Werden sie zerstört, kann das zu einer Reihe von Symptomen führen, wie beispielsweise
  • Müdigkeit und Schwäche durch Anämie (Mangel an roten Blutkörperchen).
  • Infektionsanfälligkeit durch einen Mangel an weißen Blutkörperchen.
  • Erhöhte Blutungsneigung durch zu wenige Blutplättchen.

Wo ist Chemotherapie effektiv und wo nicht?

Es gibt aber noch einen weiteren Haken. Die Chemotherapie ist zwar besonders effektiv bei Krebsarten, die hohe Teilungsraten aufweisen, z. B.: bei der Akuten Leukämie und bei aggressiven Lymphomen, aber bei langsam wachsenden Tumoren sieht das anders aus. Bei diesen Tumoren, wie beispielsweise bei manchen Hirntumoren, teilen sich die Zellen seltener, sodass die Chemotherapie weniger Angriffspunkte findet und weniger wirksam ist.

Ein weiterer limitierender Faktor ist die Blutversorgung des Tumors. Chemotherapeutika werden über den Blutkreislauf im Körper verteilt. Tumore mit schlechter Blutversorgung erhalten oft nicht genügend Medikamente, was dazu führt, dass nicht alle Krebszellen erreicht und zerstört werden. Das Risiko für Rückfälle steigt dadurch erheblich.

Weitere hemmende Faktoren der Chemotherapie

Abgesehen davon, dass die Chemotherapie bei gewissen Krebsarten nicht effektiv ist, gibt es auch noch andere Gründe, warum sie manchmal nicht greift:

• Resistenzbildung: Ähnlich wie bei Antibiotika können Krebszellen unempfindlich gegenüber Chemotherapeutika werden. Manche Zellen lernen, die Wirkstoffe aus ihrer Zelle zu pumpen, während andere ihre Zielstrukturen verändern, sodass die Medikamente nicht mehr angreifen können.
• Tumor-Heterogenität: Innerhalb eines Tumors existieren verschiedene Zellpopulationen, die unterschiedlich auf die Chemotherapie reagieren. Während einige Zellen absterben, können andere überleben und den Tumor später wieder wachsen lassen.
• Schutz durch Mikroumgebung: Die Umgebung des Tumors kann wie ein Schutzschild wirken. Manche Tumore schaffen sich eine entzündungsfördernde Umgebung, die die Wirkung der Chemotherapie abschwächt. Andere umgeben sich mit einer dichten Bindegewebsschicht, die das Medikament blockiert.

Die Chemotherapie ist trotzdem noch immer eine der wichtigsten Behandlungsformen in der Krebstherapie, auch wenn sie nicht jeden Krebs besiegen kann. Deshalb ist weitere Forschung und personalisierte Medizin so wichtig, um gezielter und wirksamer gegen resistente Krebszellen vorzugehen.

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Was ist der Wilms-Tumor?

Der Wilms-Tumor, auch Nephroblastom genannt, ist der häufigste bösartige Nierentumor im Kindesalter. Dank moderner Medizin und jahrzehntelanger Forschung haben sich die Heilungschancen in den letzten Jahrzehnten enorm verbessert: Heute können mehr als neun von zehn betroffenen Kindern dauerhaft geheilt werden. Dieser bemerkenswerte Fortschritt ist das Ergebnis internationaler Zusammenarbeit.

Wie entsteht der Wilms-Tumor?

Der Wilms-Tumor entsteht aus sehr frühen Nierenzellen, die sich während der embryonalen Entwicklung nicht richtig ausdifferenzieren. Diese unreifen Zellen können später beginnen, sich unkontrolliert zu teilen. Die genauen Ursachen für diesen Prozess sind noch nicht vollständig verstanden, doch Forschende haben viele der beteiligten Gene und Mechanismen identifiziert.

Ein entscheidender Durchbruch war die Entdeckung des WT1-Gens (Wilms Tumor 1) auf Chromosom 11. Dieses Gen reguliert normalerweise die Nierenbildung während der Embryonalentwicklung. Wenn es verändert oder ausgeschaltet ist, kann dies zur Tumorbildung führen. Inzwischen wurden weitere Gene als Mitverursacher identifiziert, darunter SIX1/2, CTNNB1, AMER1 und TP53.

Heute geht man davon aus, dass mehrere genetische Veränderungen hintereinander auftreten müssen, damit ein Wilms-Tumor entsteht. Diese Kombination von Mutationen stört die normale Entwicklung der Nierenzellen und verwandelt sie in Tumorzellen.

Was wird aktuell erforscht?

Forschende wollen genau verstehen, welche genetischen Veränderungen zur Tumorbildung führen und wie sich diese Prozesse gezielt unterbrechen lassen. Mithilfe modernster Methoden wie Genomsequenzierung und Einzelzellanalysen können sie das Erbgut der Tumorzellen äußerst präzise untersuchen. Diese Arbeiten führen fortlaufend zur Entdeckung neuer Gene, die an der Entstehung und am Wachstum der Tumoren beteiligt sind.

Ein kleiner Teil der Kinder mit Wilms-Tumor hat eine erbliche Veranlagung, etwa beim Beckwith-Wiedemann-Syndrom oder dem WAGR-Syndrom. Forschende bemühen sich, solche Risiken frühzeitig zu erkennen, um betroffene Kinder regelmäßig überwachen zu können. Das Ziel ist, Tumoren in einem sehr frühen Stadium zu entdecken – wenn die Behandlung am erfolgreichsten ist.

Ein weiterer wichtiger Forschungsbereich ist der Vergleich zwischen gesunden Nierenzellen und jenen, die sich später zu Tumorzellen entwickeln. Dabei rückt zunehmend die Epigenetik in den Fokus – also die Regulation von Genen durch chemische „Schalter“. Ein besseres Verständnis dieser epigenetischen Prozesse könnte den Weg zu neuen Therapieansätzen eröffnen.

Ein kleiner Teil der Kinder erleidet nach der ersten Behandlung einen Rückfall. Daher untersuchen Forschende, warum manche Tumoren wiederkehren und gegen Medikamente resistent werden. Ein vielversprechendes Werkzeug sind sogenannte Liquid Biopsies – Bluttests, die Tumor-DNA im Blut nachweisen. Damit lassen sich Rückfälle früh erkennen und präzise, personalisierte Behandlungen einleiten.

Das Ziel: personalisierte Therapien und geringere Nebenwirkungen

Dank großer internationaler klinischer Studien haben sich die Behandlungsergebnisse stetig verbessert. Derzeit wird intensiv an zielgerichteten Therapien gearbeitet, die das Tumorwachstum auf molekularer Ebene bremsen ohne den gesamten Körper zu belasten, wie es bei herkömmlicher Chemotherapie der Fall ist.

Ein weiteres Ziel ist die Suche nach biologischen Markern, die anzeigen, wie aggressiv ein Tumor ist und wie intensiv die Behandlung ausfallen sollte. Langfristig sollen Therapien individuell angepasst werden: Kinder mit günstiger Prognose könnten dadurch schonender behandelt werden, während Hochrisikopatient:innen gezieltere Therapien erhalten.

Die Zukunft der Wilms-Tumor-Behandlung liegt in der präzisen, personalisierten Medizin, also in individuell zugeschnittenen Therapien, die hochwirksam und gleichzeitig schonend sind. Immer häufiger kommen dabei künstliche Intelligenz und Bioinformatik zum Einsatz, um riesige Mengen genetischer Daten zu analysieren. Diese Technologien könnten ermöglichen, mit hoher Genauigkeit vorherzusagen, welche Behandlung für jedes einzelne Kind am besten wirkt und so Heilungsraten bei gleichzeitig besserer Lebensqualität zu erhöhen.

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Was ist LCH?

Die Langerhans-Zell-Histiozytose (LCH) ist eine Krebsart, die sich aus Blut- und blutbildenden Zellen entwickelt. Die Erkrankung kann nahezu jedes Organ betreffen, am häufigsten jedoch Knochen, Haut, Lunge, Leber, Milz und das zentrale Nervensystem. Die Symptome variieren je nach betroffenem Organ und können von Hautausschlägen über Knochenschmerzen bis hin zu hormonellen Störungen reichen.

Die Namensgebung hat historische Gründe: Früher dachte man, dass LCH aus den sogenannten Langerhanszellen entsteht.

Häufigkeit und Heilungschancen bei Langerhans-Zell-Histiozytose (LCH)

LCH ist eine seltene Erkrankung. In Deutschland erkranken jährlich etwa 45 Kinder und Jugendliche unter 18 Jahren, was einer Inzidenz von 3–5 Fällen pro Million entspricht. Die Erkrankung kann in jedem Alter auftreten, ist jedoch bei Kindern unter 15 Jahren häufiger.

Die Heilungschancen hängen von der Ausbreitung und dem Schweregrad der Erkrankung ab:

• Lokalisierte Formen, bei denen nur ein Organ betroffen ist, haben in der Regel eine gute Prognose und können sogar spontan ausheilen.
• Formen, bei denen mehrere Organe betroffen sind, erfordern eine intensivere Behandlung und können lebensbedrohlich sein. Dennoch erreichen viele Patient*innen mit entsprechender Therapie eine vollständige Remission.

Wie entsteht LCH?

Die genaue Ursache der LCH ist noch nicht vollständig geklärt. Man weiß aber, dass sie durch genetische Veränderungen entsteht, die bestimmte Zellen aus dem blutbildenden System betreffen.

Bei den meisten Patient*innen ist ein Gen mit dem Namen BRAF genetisch verändert. Dort tritt eine Mutation auf, die die Fachleute BRAFV600E nennen und die einen Signalweg der Zelle (MAPK-Signalweg) beeinflusst. Dieser sorgt normalerweise dafür, dass Zellen zur richtigen Zeit wachsen, sich teilen und auch wieder absterben, wenn sie nicht mehr gebraucht werden.

Stell dir diesen Signalweg vor, wie einen defekten Thermostaten im Ofen: Normalerweise sorgt der Thermostat dafür, dass der Ofen auf der gewünschten Temperatur bleibt. Er heizt, wenn es zu kalt wird, und schaltet sich ab, wenn es heiß genug ist. Doch bei LCH ist der Thermostat defekt. Die Mutation sorgt dafür, dass der „Heizen“-Befehl dauerhaft aktiviert bleibt – auch wenn es schon lange warm genug ist.

Übertragen auf die Zelle heißt das: Sie bekommt dauerhaft das Signal, sich zu teilen und aktiv zu bleiben, obwohl das gar nicht mehr nötig ist.

Diese fehlgesteuerten Zellen sammeln sich dann in verschiedenen Organen an, verursachen dort Entzündungen und können das gesunde Gewebe schädigen. Je nach betroffenem Organ kann es zu Schmerzen, Hautveränderungen, Hormonstörungen oder anderen Beschwerden kommen.

Was sind die Ursachen von LCH?

Die genetische Mutation ist nicht vererbt, sondern entsteht nach der Geburt spontan im Körper. Neben genetischen Faktoren werden aber auch Umweltfaktoren wie Rauchen, Kontakt mit bestimmten Chemikalien und Infektionen als mögliche Auslöser diskutiert, insbesondere bei Erwachsenen.

Unterschiede bei Kindern und Erwachsenen

LCH kann sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen auftreten, jedoch gibt es Unterschiede in der Häufigkeit, den betroffenen Organen und dem Krankheitsverlauf.

Bei Kindern tritt LCH häufiger auf und betrifft oft das Skelettsystem, die Haut und die Hirnanhangsdrüse.

Bei Erwachsenen ist LCH seltener und manifestiert sich häufig in der Lunge, insbesondere bei Raucher*innen. Die pulmonale LCH kann asymptomatisch verlaufen oder zu Husten und Atemnot führen. Im Gegensatz zu Kindern ist die Beteiligung des Skeletts bei Erwachsenen weniger häufig.

Die Behandlung richtet sich nach dem Schweregrad und der Ausbreitung der Erkrankung. Während bei Kindern standardisierte Therapieprotokolle existieren, fehlen bei Erwachsenen oft randomisierte Studien, was die Behandlung komplexer macht.

LCH Forschung an der St. Anna Kinderkrebsforschung

Die Hutter Gruppe der St. Anna Kinderkrebsforschung konzentriert sich darauf, offene Fragen rund um Langerhans-Zell-Histiozytose zu beantworten. Insbesondere wird daran geforscht, wie Zellen innerhalb der LCH-Läsionen mit ihrer Mikroumgebung interagieren und welche genetischen Veränderungen die Krankheit vorantreiben.

Weitere Artikel zu diesem Thema:

LCH – Ein seltener Kinderkrebs im Fokus

Fortschritt in der Langerhans-Zell-Histiozytose-Forschung: Stammzellmodell eröffnet neue Therapiemöglichkeiten

Langerhanszell Histiozytose – den Ursachen auf der Spur

Forschungsgruppe LCH

Weiterführende Links:

https://www.gpoh.de/kinderkrebsinfo/content/erkrankungen/seltene_tumoren/langerhanszell_histiozytose/kurzinformation/index_ger.html

https://www.altmeyers.org/de/dermatologie/langerhans-zell-histiozytosen-ubersicht-1761

LCH bei Erwachsenen: https://www.universimed.com/ch/article/haematologie/langerhanszell-histiozytose-trials-register-erwachsenenalter-45462

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Wie funktioniert ein viraler Vektor?

Virale Vektoren sind Werkzeuge der modernen Medizin, die speziell entwickelt wurden, um genetisches Material in bestimmte Zellen zu transportieren. Sie nutzen eine natürliche Eigenschaft von Viren: die Fähigkeit, ihr genetisches Material in Zellen einzuschleusen. 

Aber: Im Gegensatz zu krankmachenden Viren werden virale Vektoren so verändert, dass sie keine Infektionen oder Krankheiten mehr auslösen können. Sie dienen ausschließlich als „Transporter“ für gezielte genetische Veränderungen – etwa in der Krebstherapie oder bei der Behandlung genetischer Erkrankungen.

Wie werden virale Vektoren hergestellt und genutzt?

Entfernung schädlicher Gene:
Die ersten Schritte bei der Entwicklung eines viralen Vektors bestehen darin, das Erbgut des ursprünglichen Virus zu verändern. Gene, die das Virus gefährlich machen (z. B. solche, die Krankheiten auslösen oder sich unkontrolliert vermehren), werden vollständig entfernt. Dadurch wird der Vektor sicher und unfähig, eine Krankheit auszulösen.

Einfügen nützlicher Gene:
In das verbleibende, harmlose Erbgut des Virus wird ein therapeutisches Gen eingefügt. Bei der CAR-T-Zelltherapie beispielsweise enthält das Gen die Bauanleitung für den chimären Antigenrezeptor (CAR), der später auf der Oberfläche der T-Zellen entsteht und sie befähigt, Krebszellen zu erkennen.

Übertragung in Zielzellen:
Der virale Vektor wird in einem kontrollierten Laborumfeld zu den Zielzellen gebracht – beispielsweise den T-Zellen des Patienten. Dort transportiert der Vektor das gewünschte Gen in die Zelle, wo es in das Erbgut integriert wird oder temporär bleibt. Die Zellen beginnen anschließend mit der Produktion des gewünschten Proteins (z. B. des CAR-Rezeptors).

Sicherheit und Kontrolle:
Jede Anwendung von viralen Vektoren wird umfassend geprüft, um sicherzustellen, dass keine ungewollten genetischen Veränderungen auftreten. 

Warum sind virale Vektoren sicher?

• Keine Fähigkeit zur Vermehrung: Der modifizierte Virus kann sich nicht mehr im Körper vermehren oder neue Zellen infizieren. Es handelt sich um ein inaktives Transportmittel.
• Gezielte Anwendung: Virale Vektoren werden in einem Labor hergestellt und kommen nur in geschützten, medizinischen Anwendungen zum Einsatz. Die verwendeten Gene sind spezifisch für die jeweilige Therapie.
• Strenge Tests: Vor jeder klinischen Anwendung werden virale Vektoren in Labor- und Tierversuchen umfassend getestet, um ihre Sicherheit zu garantieren. Sie werden zudem von Regulierungsbehörden wie der EMA (Europäische Arzneimittel-Agentur) und der FDA (US Food and Drug Administration) geprüft und zugelassen.

Missverständnisse ausräumen

Virale Vektoren verändern nicht das menschliche Erbgut. Das heißt, die eingebrachte genetische Information betrifft nur die Zielzellen, die gezielt außerhalb des Körpers modifiziert werden. Sie bleiben ausschließlich im therapeutischen Kontext wirksam und haben keinen Einfluss auf die restlichen Körperzellen und so auch nicht auf zukünftige Generationen.

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T-Zellen sind spezialisierte weiße Blutkörperchen, die das Immunsystem bei der Abwehr von Krankheitserregern und Tumorzellen unterstützen. Sie erkennen durch ihre spezifischen Rezeptoren fremde Substanzen wie Viren oder Bakterien. Sobald sie diese erkennen, aktivieren sie andere Immunzellen oder greifen die Eindringlinge direkt an. Es gibt verschiedene Arten von T-Zellen, darunter die zytotoxischen T-Zellen, die infizierte oder mutierte Zellen zerstören, und die Helfer-T-Zellen, die andere Immunreaktionen steuern.

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Ein Rezeptor ist ein spezielles Eiweißmolekül (Protein), das sich entweder auf der Oberfläche einer Zelle oder im Inneren befindet. Seine Hauptaufgabe besteht darin, bestimmte Signale oder Reize zu erkennen und darauf zu reagieren. Zellen können untereinander also mithilfe von Rezeptoren und Signalen miteinander kommunizieren.

Ein Rezeptor funktioniert wie ein Schloss, in das nur ein passender Schlüssel – das Signalmolekül – passt. Bei Oberflächenrezeptoren ragt die Bindungsstelle wie eine Antenne aus der Zelle heraus. Wenn ein passendes Molekül, beispielsweise Hormone, Nährstoffe oder fremde Antigene, an den Rezeptor bindet, wird ein Prozess in der Zelle ausgelöst. Dieser Prozess löst spezifische Reaktionen aus, wie zum Beispiel Immunantworten, Zellwachstum oder Stoffwechselveränderungen.

Beispiele für Rezeptoren

• Insulinrezeptor: Bindet Insulin und ermöglicht den Zellen, Zucker aus dem Blut aufzunehmen.
• T-Zell-Rezeptor (TCR): Erkennt spezifische Antigene (z. B. von Krankheitserregern) und löst eine Immunantwort aus.
• CAR (chimärer Antigenrezeptor): Ein künstlich hergestellter Rezeptor, der in CAR-T-Zellen (siehe CAR-T-Zelltherapie) eingebaut wird. Er erkennt spezifische Proteine auf der Oberfläche von Tumorzellen.

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Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind Teil des Immunsystems und gehören ebenfalls zu den weißen Blutkörperchen. Sie erkennen und zerstören infizierte oder abnormale Zellen, ohne vorherige Aktivierung durch ein spezifisches Antigen. NK-Zellen reagieren besonders schnell und spielen eine wichtige Rolle in der Abwehr von Tumoren und viralen Infektionen.

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B-Zellen sind eine weitere wichtige Gruppe von weißen Blutkörperchen. Sie produzieren Antikörper, die spezifische Antigene auf Krankheitserregern erkennen und markieren. Dadurch werden diese für andere Immunzellen sichtbar, die sie anschließend zerstören können. Zudem bilden B-Zellen nach einer durchgemachten Infektion Gedächtniszellen und können so bei erneuter Infektion schneller reagieren.

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Die CAR-T-Zelltherapie ist eine moderne Form der Immuntherapie, bei der die körpereigenen Abwehrzellen gezielt gegen Krebszellen aktiviert werden. Durch eine genetische Veränderung erhalten T-Zellen spezielle Rezeptoren (sogenannte chimäre Antigen Rezeptoren, kurz CAR), mit denen die T-Zellen dann bestimmte Tumorzellen erkennen und gezielt bekämpfen können. Diese Therapie hat das Potenzial, besonders aggressive Krebsformen zu behandeln, die auf andere Therapien nicht ansprechen.

Ablauf der Therapie

Wie funktioniert die CAR-T-Zelltherapie?

Der Ablauf beginnt mit der Entnahme von T-Zellen aus dem Blut der Patient*innen. Dies erfolgt über eine spezielle Art der Blutwäsche, bei der die weißen Blutkörperchen isoliert werden. Im Labor werden die T-Zellen dann gentechnisch so verändert, dass sie gezielt ein spezifisches Protein auf der Oberfläche von Krebszellen erkennen können. Ein Beispiel dafür ist das Protein CD19, das bei bestimmten Leukämien auftritt.

Die modifizierten T-Zellen werden dann außerhalb des Körpers sehr stark vermehrt, um genügend Zellen für die Therapie zu erzeugen. Dies passiert in speziellen Geräten und in sogenannten Reinräumen, damit das Zellprodukt nicht mit Mikroben kontaminiert wird. Erst nachdem die Reinheit und die Qualität der Zellen überprüft wurde, dürfen die Zellen verabreicht werden.

Bevor die Patient*innen die CAR-T-Zellen erhalten können, erhalten die Patient*innen eine niedrig dosierte Chemotherapie, um Platz für die neuen Immunzellen zu schaffen. Schließlich werden die CAR-T-Zellen über eine Infusion zurückgegeben. Im Körper vermehren sie sich weiter, suchen die Krebszellen auf und zerstören sie gezielt. Die Patient*innen bleiben in den ersten Tagen oder Wochen noch im Krankenhaus, um sicherzustellen, dass keine schweren Nebenwirkungen auftreten.

Biologische Hintergründe

Wie werden T-Zellen entnommen?

Die Basis der CAR-T-Zelltherapie sind die eigenen T-Zellen der Patient*innen – das vermeidet Abstoßungsreaktionen und andere Komplikationen, wie zum Beispiel, dass die fremden T-Zellen den eigenen Körper als fremd wahrnehmen und angreifen. Um die T-Zellen zu gewinnen, wird eine sogenannte Leukapherese durchgeführt – ein Verfahren, bei dem die weißen Blutkörperchen, einschließlich der T-Zellen, aus dem Blut gefiltert werden. Dabei wird das Blut durch eine spezielle Maschine geleitet, die die benötigten Zellen isoliert, während der Rest des Blutes wieder in den Körper zurückfließt.

Die entnommenen weißen Blutzellen werden im Labor weiterverarbeitet. 

Wie werden CAR-T-Zellen hergestellt?

Im Labor müssen die Wissenschafter*innen ein künstliches Gen in die T-Zelle einbauen, das für die Erzeugung des chimären Antigenrezeptors (CAR) zuständig ist. Mithilfe dieses künstlichen Rezeptors können die T-Zellen an die Tumorzellen andocken indem sie spezifische Marker auf ihrer Oberfläche erkennen.

Die Einschleusung des künstlichen Gens in die T-Zellen erfolgt unter Verwendung viraler Vektoren als Transportmittel.

Nach der erfolgreichen genetischen Modifikation werden die T-Zellen im Reinraumlabor in nährstoffreichen Medien vermehrt. Dort beginnen sie, das CAR-Protein an ihrer Oberfläche zu bilden. Die Forscher*innen überwachen die Kulturen genau, um sicherzustellen, dass die CAR-T-Zellen ihre Funktion beibehalten und keine unerwünschten mikrobiologischen Keime in das CAR-T-Zellprodukt gelangen.

Warum werden ausgerechnet T-Zellen verwendet?

T-Zellen spielen eine zentrale Rolle in der Immunabwehr. Sie eignen sich besonders für die CAR-T-Zelltherapie aus folgenden Gründen:

• Gezielte Zytotoxizität: T-Zellen, insbesondere die zytotoxischen (CD8+ T-Zellen), sind darauf spezialisiert, infizierte Zellen zu zerstören. Dazu benutzen sie normalerweise ihren sogenannten „T-Zellrezeptor“. Der CAR funktioniert ähnlich wie der T-Zellrezeptor und kann damit die gleichen Funktionen in den T-Zellen auslösen. Das macht sie ideal für die Bekämpfung von Tumorzellen.
• Langfristige Immunantwort: T-Zellen haben die Fähigkeit, nach der Aktivierung langlebige Gedächtniszellen zu bilden. Diese Gedächtniszellen können bei erneuter Tumoraktivität wieder aktiviert werden, was zu einer nachhaltigen Therapie führt.
• Flexibilität und Skalierbarkeit: Sie lassen sich im Labor relativ leicht vermehren und ihre Funktion bleibt auch nach genetischer Modifikation erhalten.

Neben den T-Zellen gibt es noch die sogenannten natürlichen Killerzellen (NK-Zellen), welche ebenfalls andere Zellen sehr effizient abtöten können. NK-Zellen haben dabei den Vorteil, dass sie Tumorzellen unabhängig von spezifischen Antigenen erkennen können. Allerdings ist ihre Lebensdauer im Körper begrenzt, sie bilden keine langlebigen Gedächtniszellen, sie lassen sich nicht so leicht vermehren und Tumorzellen können sich leichter vor dem Angriff von NK-Zellen schützen.  

Anwendungsgebiete und Wirksamkeit

Die CAR-T-Zelltherapie wird hauptsächlich bei Blut- und Lymphdrüsenkrebsarten wie der akuten lymphatischen Leukämie (ALL) und Non-Hodgkin-Lymphomen (NHL) eingesetzt. Diese Krebsarten entstehen durch Entartung von B-Zellen und eignen sich daher besonders gut für diese innovative Therapie, da sich diese entarteten B-Zellen ohne lebensbedrohliche Nebenwirkungen angreifen lassen. Entartete B-Zellen tragen an ihrer Oberfläche große Mengen vom Antigen „CD19“. Dieses Antigen findet sich zwar auch auf der Oberfläche von gesunden B-Zellen, welche dadurch ebenfalls abgetötet werden. Allerdings kann man das in Kauf nehmen, da man auch ohne B-Zellen gut leben kann. Für andere Krebsarten müssen andere Antigene angegriffen werden. Diese Antigene finden sich meist auch auf gesunden Zellen, welche nicht angegriffen werden dürfen, da dies sonst zu schweren und sogar tödlichen Schäden führen würde. 

Ein weiterer Vorteil ist, dass Blut- und Lymphkrebszellen im Blut oder in den lymphatischen Organen zirkulieren, wodurch sie für die CAR-T-Zellen gut erreichbar sind. Krebszellen, welche in festem Gewebe wachsen („solide Tumore“) stellen hingegen eine größere Herausforderung dar. Oft können sie nur über Antigene angegriffen werden, welche auch den Angriff von lebensnotwendigem gesundem Gewebe zur Folge haben. Zusätzlich erschwert das dichte Tumorgewebe den CAR-T-Zellen den Zugang zu den Krebszellen, und das Krebsgewebe enthält oft Stoffe, welche die Funktion der CAR-T-Zellen unterdrücken.

Leider ist ein häufiges Problem auch die hohe Anpassungsfähigkeit von Krebszellen. Krebszellen können sich verändern und ihre Oberflächenmarker verlieren, sodass sie für die CAR-T-Zellen unsichtbar werden. Diese sogenannte „Antigenflucht“ ist eine der Hauptursachen dafür, dass sich Krebszellen nach der Therapie oft wieder vermehren können.

Trotz dieser Herausforderungen bietet die CAR-T-Zelltherapie eine vielversprechende Möglichkeit, besonders bei Patient*innen, bei denen andere Behandlungsansätze versagt haben. Die Forschung arbeitet intensiv daran, die Therapie auch für solide Tumore und andere Krebsarten nutzbar zu machen, indem man die Wirksamkeit erhöht und gleichzeitig die Nebenwirkungen minimiert.

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Die Forschungsgruppe Krebsentwicklung und Genomik am St. Anna CCRI untersucht genetische Veränderungen in kindlichen Tumoren, um präzisere Diagnosen und individuellere Behandlungen zu ermöglichen. Ziel ist es, Krebs früher zu erkennen, wirksamer zu behandeln und langfristig die Überlebenschancen betroffener Kinder zu verbessern.

©OpenAI

Die Forschungsgruppe Krebsentwicklung und Genomik an der St. Anna Kinderkrebsforschung (St. Anna CCRI) unter der Leitung von George Cresswell untersucht, wie sich kindliche Krebserkrankungen entwickeln – und warum manche Kinder besser auf Therapien ansprechen als andere. Die Wissenschafter*innen analysieren genetische Veränderungen in Tumoren mit dem Ziel, neue Ansätze für wirksamere Behandlungen zu finden. Ihr übergeordnetes Ziel: Krebs früher erkennen, präziser behandeln und langfristig bessere Überlebenschancen schaffen.

Warum sprechen Kinder so unterschiedlich auf Krebsbehandlungen an?

Kein Tumor gleicht dem anderen – und er verändert sich im Laufe der Zeit. Manche Krebszellen entwickeln Strategien, um einer Therapie zu entkommen. Das bedeutet: Was bei einem Kind wirkt, kann bei einem anderen nicht helfen. Die Forschungsgruppe widmet sich genau diesen genetischen Unterschieden. Durch ein besseres Verständnis der verantwortlichen Mutationen (also Veränderungen im Erbgut) sollen Behandlungen individuell angepasst und neue Therapien entwickelt werden.

Forschungsprojekt: Wie verändert sich ein besonders gefährlicher Nierentumor auf Zellebene?

Ein Schwerpunkt liegt auf dem diffusen anaplastischen Wilms-Tumor – einer besonders aggressiven Form von kindlichem Nierenkrebs. Typisch für diesen Tumor ist eine Mutation im TP53-Gen, die ihn besonders schwer behandelbar macht. Zwar ist bekannt, dass dieser Tumor viele chromosomale Veränderungen aufweist, doch wie sich diese Instabilität auf Ebene einzelner Zellen zeigt, ist noch unklar.

Das Forschungsteam analysiert deshalb einzelne Krebszellen, um das Ausmaß dieser genetischen Instabilität zu erfassen. Die Ergebnisse könnten erklären, warum dieser Tumor oft schlecht auf Therapien anspricht – und langfristig zu besseren Behandlungsstrategien führen.

Forschungsprojekt: Neue Erkenntnisse zu einem gefährlichen Nerventumor

Ein weiteres Projekt widmet sich dem Neuroblastom – einem Tumor des Nervensystems. Etwa die Hälfte der betroffenen Kinder zählt zur Hochrisikogruppe, bei der die Überlebensrate derzeit nur bei etwa 50 Prozent liegt.

Viele aggressive Neuroblastome zeigen charakteristische Veränderungen in bestimmten Chromosomen. In einer groß angelegten internationalen Studie sammelt  und analysiert man Daten von rund 1.500 betroffenen Kindern in Europa. Ziel ist es, Muster zu erkennen, die mit besonders schlechten Krankheitsverläufen einhergehen.

Mithilfe von Machine Learning will man jene genetischen Merkmale identifizieren, die auf eine schlechte Prognose hinweisen. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft zu gezielteren und wirksameren Therapien führen.

Forschungsprojekt: Bluttests statt Gewebeproben – Krebsüberwachung ohne Operation?

Die Entnahme von Tumorgewebe ist für Kinder belastend – sei es durch eine Operation oder eine Biopsie mit Nadel. Eine vielversprechende Alternative: die sogenannte Liquid Biopsy. Dabei wird nicht der Tumor selbst untersucht, sondern Tumor-DNA, die im Blut zirkuliert.

Diese Methode bietet mehrere Vorteile:

• Kein invasiver Eingriff: Eine einfache Blutabnahme ersetzt chirurgische Eingriffe oder Biopsien.
• Besserer Überblick über den Tumor: Tumoren bestehen oft aus verschiedenen Zelltypen. Eine Gewebeprobe erfasst nur einen kleinen Teil – im Blut hingegen finden sich DNA-Spuren aus mehreren Tumorbereichen.
• Früherkennung von Rückfällen: Nach scheinbar erfolgreicher Behandlung kann der Krebs zurückkehren. Liquid Biopsies könnten ein Wiederauftreten früher erkennen – noch bevor es in Bildgebungen sichtbar wird.

In einer Pilotstudie untersucht das Team, ob diese Methode auch bei Kindern mit Wilms-Tumor zuverlässig funktioniert. Mithilfe spezieller DNA-Analysen werden typische genetische Veränderungen in Blutproben gesucht. Sollte sich die Methode bewähren, könnte sie die Krebsdiagnostik revolutionieren – mit weniger Belastung für die jungen Patient*innen.

Forschungsprojekt: Neue Methoden zur Tumor-Analyse

Um Krebs besser zu verstehen, braucht es auch bessere Analysemethoden. Eine Gastwissenschafterin der Gruppe entwickelt derzeit eine neue Technik zur Analyse von Tumor-DNA. Sie erfasst nicht nur Mutationen, sondern auch sogenannte epigenetische Muster – chemische Veränderungen, die das Verhalten von Genen beeinflussen.

Kern der Methode ist ein spezielles statistisches Verfahren, das besonders zuverlässige Ergebnisse liefern soll. Gelingt der Durchbruch, könnte diese Technik sowohl die Forschung als auch die klinische Diagnostik deutlich verbessern – etwa durch eine genauere Tumorklassifikation und eine präzisere Auswahl der passenden Therapie für jedes betroffene Kind.

Ziel: Bessere Therapien für Kinder mit Krebs

Die Arbeit der Forschungsgruppe trägt dazu bei, kindliche Krebserkrankungen besser zu verstehen – und neue diagnostische sowie therapeutische Wege zu entwickeln. Besonders vielversprechend sind die Ansätze der Liquid Biopsy und der künstlichen Intelligenz, die das Potenzial haben, die Behandlung grundlegend zu verändern.

Langfristiges Ziel ist eine personalisierte Krebstherapie – also individuell zugeschnittene Behandlungen, die sich an den genetischen Eigenschaften des Tumors orientieren. So ließe sich nicht nur die Überlebenschance erhöhen, sondern auch die Nebenwirkungen reduzieren.

Der Beitrag Forschung für bessere Therapien bei Kinderkrebs erschien zuerst auf St. Anna Kinderkrebsforschung.

CAR-T-Zellen sind gentechnisch veränderte Immunzellen, die Krebs
gezielt bekämpfen können. Doch ihre unkontrollierte Aktivität birgt Risiken.
Forschende der St. Anna Kinderkrebsforschung entwickeln molekulare Schalter,
um CAR-T-Zellen gezielt an- und auszuschalten – für eine wirksamere und
sicherere Behandlung, insbesondere bei Kindern.

©OpenAI

Die Krebsbehandlung hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht, insbesondere durch eine innovative Therapieform: die CAR-T-Zelltherapie. Dabei handelt es sich um eine personalisierte Immuntherapie, bei der die eigenen Abwehrzellen des Patienten gentechnisch so verändert werden, dass sie Krebszellen gezielt erkennen und angreifen können. Doch so vielversprechend diese Therapie ist, bringt sie auch Herausforderungen mit sich – unter anderem eine schwer kontrollierbare Aktivität der CAR-T-Zellen. Ein neuer Ansatz zur besseren Steuerung dieser Therapie sind sogenannte molekulare „Schalter“. Im CD-Labor für CAR-T-Zellen der nächsten Generation an der St. Anna Kinderkrebsforschung und an der Universität für Bodenkultur sind, wie Laborleiter Manfred Lehner erzählt, zwei Arten von „Schaltern“ für die klinische Anwendung in Entwicklung. Wie wichtig diese Schalter sind, zeigt eine Analyse, was CAR-T-Zellen sind und welches Potential sie haben.

Was sind CAR-T-Zellen?

T-Zellen sind ein wichtiger Teil unseres Immunsystems und helfen normalerweise, Krankheitserreger und sogar Krebszellen zu bekämpfen. Krebszellen können sich aber der Erkennung und Abtötung durch T-Zellen entziehen.

Hier setzt die CAR-T-Zelltherapie an:

• Dem Patienten werden T-Zellen aus dem Blut entnommen.
• Diese Zellen werden im Labor genetisch verändert, sodass sie einen künstlichen Rezeptor – den Chimeric Antigen Receptor (CAR) – erhalten.
• Dieser CAR ist so programmiert, dass er Krebszellen gezielt erkennt.
• Die veränderten Zellen werden vermehrt und dem Patienten wieder zurückgegeben, wo sie nun aktiv gegen den Krebs kämpfen können.

Diese Therapie hat bei bestimmten Blutkrebserkrankungen, wie der akuten lymphatischen Leukämie (ALL) oder bestimmten Lymphomen, bereits beeindruckende Erfolge gezeigt.

Warum brauchen CAR-T-Zellen einen „Schalter“?

Eine Besonderheit der CAR-T-Therapie ist, dass diese Zellen nach der Infusion im Körper weiterleben und sich vermehren können. Das ist einerseits ein sehr großer Vorteil, da sie über lange Zeiträume aktiv bleiben, andererseits kann genau das auch sehr große Probleme verursachen und einen Einsatz der Therapie sogar verhindern.

Mögliche Probleme sind:

• Schwere Nebenwirkungen: CAR-T-Zellen können eine überschießende Immunreaktion auslösen, die zu einem lebensbedrohlichen „Zytokinsturm“ führt.
• Angriff auf gesunde Zellen: Derzeit in Entwicklung befindliche CAR-T-Zellen erkennen oft immer noch zu stark nicht nur Krebszellen, sondern auch gesunde Zellen, was zu Organschäden führen kann.
• Erschöpfung der Zellen: Eine ständige Aktivierung der T-Zellen über den CAR kann dazu führen, dass die Zellen schnell „ausbrennen“ und ihre Wirkung verlieren.

Um diese Risiken besser zu kontrollieren, arbeiten Forscher an molekularen Schalter-Systemen, die die CAR-T-Zellen gezielt ein- und ausschalten können.

Wie funktionieren diese molekularen Schalter?

Die neuen Schalter bestehen aus kleinen Molekülen (gut verträgliche Medikamente), die nach der Verabreichung an den Patienten zwei entsprechend maßgeschneiderte Proteine (die Bauteile des Schalters) in den CAR-T-Zellen zu einer Einheit verbinden bzw. diese Einheit auflösen.

Es gibt zwei Hauptarten von Schaltern:

1. ON-Schalter: Die CAR-T-Zellen sind erst dann aktiv, wenn das Medikament verabreicht wird. Ohne das Molekül bleiben sie inaktiv und richten keinen Schaden an.
2. OFF-Schalter: Hier sind die Zellen aktiv, solange kein Molekül vorhanden ist. Sobald das Medikament gegeben wird, stoppt die Aktivität der CAR-T-Zellen.

Einige Schalter können sogar so programmiert werden, dass sie die CAR-T-Zellen bei schweren Nebenwirkungen ganz abtöten.

Warum ist diese Forschung besonders wichtig für Kinder mit Krebs?

Die CAR-T-Zelltherapie ist besonders bei pädiatrischer Leukämie (Blutkrebs bei Kindern) eine wichtige Behandlungsmöglichkeit. Große Hoffnungen hat man auch für den zukünftigen Einsatz bei anderen Krebserkrankungen. Allerdings gibt es bei der Entwicklung solcher Therapien noch große Schwierigkeiten. 

Ein Schalter-System könnte hier eine sehr wichtige Hilfe sein:

• Mehr Sicherheit: Kinder haben ein noch reaktionsfreudigeres Immunsystem als Erwachsene, weshalb Nebenwirkungen besonders schwerwiegend sein können. Falls eine unerwartete Nebenwirkung auftritt, können die Ärzte die CAR-T-Zellen sofort abschalten.
• Erhöhung der Wirksamkeit: Man forscht weltweit intensiv an Strategien zur Erhöhung der Wirksamkeit von CAR-T-Zellen. Je stärker der Effekt dieser Strategien ist, desto wichtiger ist es aber, diese Funktion (wie einen starken Motor in einem Auto) exakt kontrollieren zu können. Das heißt, man kann diese Strategien erst dann einsetzen, wenn man verlässliche Werkzeuge zur genauen Kontrolle zur Verfügung hat. 
• Weniger Langzeitfolgen: Da die CAR-T-Zellen im Körper bleiben, könnten sie langfristig Schaden anrichten. Ein Schalter kann die Therapie nach erfolgreicher Behandlung beenden.

Ein Blick in die Zukunft

Die Möglichkeit, CAR-T-Zellen mit einem Schalter zu regulieren, könnte die Krebstherapie revolutionieren. Forscher arbeiten daran, diese Technologie so sicher und zuverlässig wie möglich zu machen, damit noch mehr Patienten – insbesondere Kinder – von dieser innovativen Therapie profitieren können.

Wenn sich diese neuen Schalter-Systeme in klinischen Studien bewähren, könnte dies bedeuten, dass wir eine noch effektivere und sicherere Immuntherapie gegen Krebs zur Verfügung haben.

https://christian-doppler.ccri.at/

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Der Epigenetiker Davide Seruggia, Principal Investigator an der
St. Anna Kinderkrebsforschung, erforscht einen bisher kaum
bekannten Bereich des Erbguts und seine Rolle in der
Entstehung von Leukämie.

©Pixabay

Warum wurde dieser Bereich bisher kaum erforscht?

Die nicht-kodierende DNA macht nicht nur den Großteil unseres Erbguts aus, aber es gibt keine einfache „Grammatik“, um ihre Funktion vorherzusagen. Während wir seit den 1960er-Jahren genau wissen, wie Gene Proteine produzieren, fehlt dieses Wissen für die Abschnitte dazwischen. Außerdem ist das Experimentieren mit diesen riesigen Bereichen aufwendig.

Wie geht das Forschungsteam vor?

Seruggias Team nutzt spezielle Enzyme, um gezielt einzelne DNA-Bausteine in diesen Bereichen zu verändern – eine Art „Mikroschnitt-Technik“. Sie verändern die DNA Stück für Stück, um herauszufinden, welche Abschnitte wichtig sind. Sobald eine Veränderung eine messbare Wirkung auf die Zelle hat, wissen sie, dass diese Stelle eine entscheidende Steuerfunktion besitzt.

Um gezielter vorzugehen, analysiert das Team zudem genetische Daten von Tausenden gesunden und erkrankten Menschen. Wenn bestimmte Mutationen in der nicht-kodierenden DNA besonders häufig bei Patienten auftreten, deutet das darauf hin, dass diese Bereiche eine Rolle bei Krankheiten spielen.

Was hat das mit Leukämie zu tun?

Ein Schwerpunkt liegt auf der frühen Entwicklung von B-Zellen, die Teil unseres Immunsystems sind. Manche Mutationen in der nicht-kodierenden DNA können dazu führen, dass sich B-Zell-Vorläufer entweder zu schnell oder zu langsam entwickeln. Das Problem: Bleiben diese Vorläufer länger als vorgesehen im unreifen Zustand, steigt das Risiko, dass sie sich unkontrolliert vermehren – eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung von Leukämie.

Warum ist das wichtig?

Diese Mutationen sind keine direkten Krankheitsauslöser, aber sie erhöhen das Leukämie-Risiko um das Zwei- bis Dreifache. Wer sie trägt, wird nicht automatisch krank, hat aber eine größere Wahrscheinlichkeit zu erkranken. Die Forschung hilft, solche Risiken frühzeitig zu erkennen und könnte langfristig sogar zu neuen Präventionsstrategien führen.

Serrugias Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag, um das große, noch unerforschte „Regelwerk“ unseres Genoms zu entschlüsseln – und damit neue Wege für die Medizin zu eröffnen. Mehr zur Forschung der Seruggia Gruppe hier.

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Eine Base ist ein einzelnes chemisches Molekül, das in der DNA vorkommt. Manchmal werden Basen umgangssprachlich als Verbindung bezeichnet – die Base selbst ist aber eigentlich eine spezifische chemische Struktur, die Teil eines größeren Moleküls ist – dem Nukleotid – und Verbindungen zu anderen Basen herstellen kann.

Zu abstrakt? Stell dir vor, die DNA wäre eine Bibliothek. Die einzelnen Abteilungen sind Chromosomen und die Bücher sind die Gene. Die Basen kannst du nun wie Buchstaben verstehen, die nur in der richtigen Kombination ein Wort ergeben.

Welche Basen gibt es in der DNA?

So wie das Alphabet 26 Buchstaben hat, gibt es in der DNA vier Basen, die zusammengesetzt Basenpaare bilden: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Neben Uracil (U), das in RNA anstelle von Thymin verwendet wird, gibt es in der Natur auch andere Basen. A, T, G und C wurden aber wegen ihrer Stabilität und effizienten Interaktion von der Evolution „ausgewählt“. Sie sind:

• Klein genug, um in die Doppelhelix zu passen.
• Stabil, sodass sie über lange Zeiträume in der DNA intakt bleiben.
• Spezifisch in ihrer Paarung, was sicherstellt, dass die Information korrekt kopiert wird.

Basenpaare: Warum verbindet sich A mit T und G mit C?

Lass uns noch einmal zurück zum Nukleotid gehen. Dieses besteht aus einer Base (A, T, G oder C), einem Zuckermolekül (Desoxyribose) und einer Phosphatgruppe. Zusammen bilden die Phosphatgruppe und der Zucker das Rückgrat der DNA, während die Basen die „Sprossen“ der DNA-Leiter sind. Wenn du genau hinsiehst, erkennst du, dass diese Sprossen immer aus zwei Basenpaaren bestehen: Entweder einem A-T Paar oder einem G-C Paar. Aber warum eigentlich? Simpel gesagt: andere Kombinationen wie z.B. A mit G passen entweder nicht in die Doppelhelix oder sind nicht stabil genug.

Was tun die Basen in meinem Körper?

Die vier Basen machen alleine gar nichts. Sie sind die Bausteine des genetischen Codes und dienen als Informationsträger. Ihre Reihenfolge auf der DNA bestimmt, welche Proteine der Körper im Rahmen der Transkription und Translation herstellt. Erinnere dich wieder an die Bibliothek und ihre Bücher vom Anfang: So wie du mit deinen Augen die einzelnen Buchstaben liest und in deinem Kopf zu einem Sinn zusammensetzt, so lesen auch deine Zellen die Basen im Rahmen der Transkription und übersetzen sie zu Proteinen.

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Stammzellen sind wie das Rohmaterial des Körpers – sie sind Zellen, die sich in fast alles verwandeln können, was der Körper braucht, sich also noch nicht auf eine bestimmte Funktion spezialisiert haben. Man spricht von „geringer Differenzierung“.

Es gibt zwei Haupttypen:

1. Embryonale Stammzellen: Diese können sich in jede Art von Zelle im Körper entwickeln, egal ob Haut, Herz oder Gehirn. Man nennt sie auch „pluripotent“ (bedeutet so viel wie „alles könnend“)
2. Adulte Stammzellen: Diese können sich nur in bestimmte Zelltypen verwandeln, wie Blut- oder Knochenzellen und werden daher als „multipotent“ bezeichnet. Übrigens: Adulte Stammzellen sind während der gesamten Lebenszeit des Menschen im Körper vorhanden.

Stammzellen sind wichtig für die Heilung und Regeneration, weil sie geschädigte oder verlorene Zellen ersetzen können – ähnlich wie eine Werkstatt, die defekte Teile austauscht.

Wie spielen Stammzellen und Krebs zusammen?

Genau diese Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen weiterentwickeln zu können, macht Stammzellen auch zu einem möglichen Ausgangspunkt für Krebs. In vielen Fällen entstehen Tumoren, weil eine Stammzelle durch eine genetische Mutation ihre Kontrolle über das Zellwachstum verliert. Statt sich normal zu spezialisieren, teilt sie sich unkontrolliert und bildet eine wachsende Masse aus Krebszellen. Besonders bei Leukämien und einigen soliden Tumoren spielen Stammzellen eine zentrale Rolle in der Entstehung, da sie den Krebs langfristig am Leben erhalten können.

Gleichzeitig bieten Stammzellen aber auch eine Möglichkeit zur Heilung. In der Medizin werden sie gezielt genutzt, um geschädigtes Gewebe zu regenerieren oder das Immunsystem nach einer Krebstherapie wieder aufzubauen. Ein bekanntes Beispiel ist die Stammzelltransplantation, die bei Blutkrebs eingesetzt wird: Dabei werden kranke blutbildende Stammzellen im Knochenmark durch gesunde ersetzt. Diese Behandlung kann Leben retten, indem sie das Immunsystem des Patienten neu aufbaut und verhindert, dass Krebszellen weiterwachsen.

Weiterführende Quellen:

• https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/bone-marrow-transplant/in-depth/stem-cells/art-20048117
• https://www.stammzellen.nrw.de/informieren/stammzellen-verstehen

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Leukämie

Was ist Leukämie?

Leukämie ist eine Krebsart, die das blutbildende System des Körpers betrifft – insbesondere die weißen Blutkörperchen, auch Leukozyten genannt. Der Name „Leukämie“ bedeutet „weißes Blut“ (griechisch: leukos = weiß, haima = Blut) und veranschaulicht das typische Merkmal der Krankheit: Im Blut findet sich ein Überschuss an weißen Blutzellen, die sich unkontrolliert vermehren, allerdings unreif sind und damit keine Funktion erfüllen können. Gleichzeitig ist nicht mehr genug Platz für die gesunden Blutzellen und die Funktion des Immunsystems wird beeinträchtigt. Diese Störung führt zu einer Reihe von Problemen:

• Infektanfälligkeit: Da die Leukozyten ihre Schutzfunktion nicht erfüllen können.
• Anämie: Weil die Bildung roter Blutkörperchen im Knochenmark gestört ist.
• Blutungsneigung: Weil auch die Bildung von Blutplättchen (Thrombozyten) eingeschränkt ist.

Wie häufig ist Leukämie und wie sind die Heilungschancen?

Leukämie ist die häufigste Krebsart bei Kindern weltweit und macht in Österreich etwa 30 % aller Krebsdiagnosen bei Kindern unter 15 Jahren aus (Q: STATISTIK AUSTRIA, Österreichisches Krebsregister, Stand 09.01.2024). Dank moderner Therapien ist die Prognose insbesondere für Kinder sehr gut: Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt hier mittlerweile bei fast 90 %. Dies ist ein großer Fortschritt, verglichen mit früheren Jahrzehnten.

Wie entsteht Leukämie?

Leukämie entsteht durch genetische Veränderungen in den sogenannten hämatopoetischen Stammzellen des Knochenmarks. Das sind jene Zellen, die für die Blutbildung zuständig sind. In einem gesunden Körper ist die Produktion von roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und Blutplättchen streng geregelt, doch bei Leukämie ist diese Steuerung gestört. Die Zellen verlieren die Kontrolle über ihre Teilung und vermehren sich unaufhörlich. Statt gereifter Blutzellen entstehen unreife Zellen, oft als Blasten bezeichnet, die ihre eigentlichen Funktionen nicht erfüllen können. Sie sammeln sich im Knochenmark und im Blut an und verdrängen die normalen Blutzellen. Wegen dieser Verdrängung kommt es bei der Leukämie zu den typischen Symptomen, wie Blutarmut, Infektanfälligkeit und Blutungsneigung.

Unterschiede zwischen Leukämie bei Kindern und Erwachsenen

Grundsätzlich entsteht diese Art von Krebs sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen durch genetische Veränderungen. Es gibt dennoch einige wesentliche Unterschiede, sowohl in Bezug auf die Ursache, als auch auf die Häufigkeit der Leukämiearten und den Verlauf der Krankheit.

• Ursachen: Bei Kindern entstehen die genetische Veränderungen, die zu Leukämie führen, schon bei der Entwicklung im Mutterleib oder ganz früh im Leben ohne den Einfluss von äußerlichen Einwirkungen (e.g. kanzerogene Stoffe, UV Strahlung). Bei Erwachsenen hat die Umwelt einen viel größeren Einfluss, da sie diesen schon jahrzehntelang ausgesetzt sind. Wenn man noch genauer hinsieht, findet man aber auch unterschiede in den genetischen Ursachen: Bei Kindern sind oft Teile von Chromosomen vertauscht (Translokation), während bei Erwachsenen häufig Mutationen in einzelnen Genen betroffen sind.
• Häufigkeit: Bei Kindern ist die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) die häufigste Form, während bei Erwachsenen vor allem die akute myeloische Leukämie (AML) vorkommt. Auch chronische Leukämien wie die chronische lymphatische Leukämie (CLL) oder chronische myeloische Leukämie (CML) sind bei Erwachsenen häufiger.
• Krankheitsverlauf: Der Verlauf der Krankheit kann sich ebenfalls unterscheiden. Bei Erwachsenen kann die Leukämie aggressiver verlaufen als bei Kindern, besonders bei der AML. Bei Kindern, vor allem mit ALL, ist die Prognose oft besser, da die Heilungsraten deutlich höher sind.

Weiterführende Quellen:

• https://www.cancer.org/cancer/types/leukemia-in-children.html
• https://www.cancer.org/cancer/types/leukemia-in-children/about/what-is-childhood-leukemia.html

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Das Lymphsystem ist ein wichtiger Teil des Immunsystems, der den Körper vor Infektionen schützt und überschüssige Flüssigkeiten aus Geweben abtransportiert. Es besteht aus einem Netzwerk aus Lymphgefäßen, Lymphknoten und speziellen Organen:

• Lymphknoten: Kleine, bohnenförmige Strukturen, die in Gruppen im ganzen Körper verteilt sind (z. B. im Hals, in den Achseln und in der Leistengegend).
• Milz: Filtert das Blut und entfernt beschädigte Blutzellen.
• Thymus: Unterstützt die Reifung von T-Lymphozyten, einer speziellen Art von Immunzellen.
• Mandeln: Bekämpfen Krankheitserreger, die über den Mund oder die Nase in den Körper gelangen.

Warum ist das Lymphsystem so wichtig?

Das Lymphsystem ist nicht nur unser Schutzschild, wenn es um die Bekämpfung von Infektionen geht, sondern auch unser Reinigungssystem und ein Transportnetzwerk:

• Abwehr gegen Krankheitserreger (Immunsystem): Das Lymphsystem ist ein zentraler Bestandteil der Immunabwehr, denn in den Lymphknoten befinden sich spezialisierte weiße Blutkörperchen (Lymphozyten), die Krankheitserreger wie Bakterien, Viren oder entartete Zellen erkennen und bekämpfen. Wenn Krankheitserreger in den Körper eindringen, werden sie von Lymphgefäßen in die Lymphknoten transportiert. Dort startet eine Immunreaktion, um sie zu eliminieren.
  Beispiel: Wenn du eine Infektion hast, schwellen die Lymphknoten oft an, weil dort mehr Immunzellen produziert werden, um den Eindringling zu bekämpfen.
• Regulierung des Flüssigkeitshaushalts: Unser Körper produziert ständig Gewebeflüssigkeit (auch „Lymphe“ genannt), die Nährstoffe und Abfallstoffe zwischen Zellen transportiert. Diese Flüssigkeit gelangt ins Lymphsystem und wird von den Lymphgefäßen wieder in den Blutkreislauf zurückgeführt. Ohne das Lymphsystem würde sich Flüssigkeit im Gewebe ansammeln, was zu Ödemen (Schwellungen) führen könnte.
  Beispiel: Wenn das Lymphsystem nicht richtig arbeitet, können sich Flüssigkeitsansammlungen in den Beinen oder Armen bilden – das nennt man Lymphödem.
• Transport von Fetten aus dem Darm: Das Lymphsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Verdauung und dem Transport von Nährstoffen. Besonders Fette aus der Nahrung werden über spezielle Lymphgefäße, die Lactealen, aufgenommen und in den Blutkreislauf transportiert.

Das Lymphsystem und Krebs

Das Lymphsystem spielt eine doppelte Rolle bei Krebs: Es kann den Körper vor Tumoren schützen, aber auch zur Ausbreitung der Krankheit beitragen. Als Teil des Immunsystems enthalten die Lymphknoten spezialisierte Lymphozyten, die entartete Zellen erkennen und zerstören können. In vielen Fällen gelingt es dem Körper, Krebszellen frühzeitig zu bekämpfen, bevor sie sich vermehren. Manche Krebszellen entwickeln jedoch Mechanismen, um das Immunsystem zu umgehen oder zu unterdrücken, sodass der Tumor ungestört weiterwachsen kann.

Gleichzeitig kann das Lymphsystem unbeabsichtigt als Transportweg für Krebszellen dienen. Tumoren setzen einzelne Krebszellen frei, die über die Lymphgefäße in die Lymphknoten gelangen. Von dort aus können sie sich weiter im Körper verteilen und sogenannte lymphogene Metastasen bilden. Deshalb wird bei vielen Krebsarten geprüft, ob Lymphknoten befallen sind – ein wichtiger Hinweis darauf, wie weit der Tumor fortgeschritten ist. Besonders der sogenannte Sentinel-Lymphknoten, der erste Lymphknoten im Abflussgebiet eines Tumors, wird oft untersucht.

Neben seiner Rolle als Schutz- und Transportsystem kann das Lymphsystem auch selbst zum Ausgangspunkt einer Krebserkrankung werden. Lymphome sind eine Gruppe von Krebserkrankungen, die direkt aus Lymphozyten entstehen und meist Lymphknoten, Milz oder Knochenmark betreffen. Zu den bekanntesten gehören das Hodgkin-Lymphom und die Non-Hodgkin-Lymphome. Diese Tumoren verhalten sich anders als Krebsarten, die sich erst später über das Lymphsystem ausbreiten, und benötigen spezielle Behandlungsstrategien.

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