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Kampf gegen Krebs: Eine Tumortherapie mit Spinnenseide

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Von: Pamela Dörhöfer

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Mit Hilfe eines Spinnenseidenproteins ließ sich p53 im Labor stabilisieren. Panthermedia
Mit Hilfe eines Spinnenseidenproteins ließ sich p53 im Labor stabilisieren. Panthermedia © PantherMedia/arievdwolde

Das Protein p53 schützt vor Tumorbildung. Forschungsteams suchen nach Wegen, es als Therapeutikum einzusetzen.

Frankfurt – Für das Protein mit dem unscheinbaren Namen p53 gibt es weit klangvollere Bezeichnungen: „Wächter des Genoms“ wird es genannt, und 1993 kürte die Fachwelt das 1979 entdeckte Eiweiß zum „Molekül des Jahres“. Was ist besonders an p53, dass ihm so viel Ehre zuteil wird?

Das Protein gilt als eine der wichtigsten Kontrollinstanzen unseres Körpers: Als sogenannter Tumorsuppressor ist es wesentlich daran beteiligt, das Entstehen und Wachsen von Krebs zu verhindern beziehungsweise entartete Zellen zu veranlassen, sich selbst zu zerstören; ein Vorgang, der als Apoptose bezeichnet wird.

Kampf gegen Krebs: Protein heftet sich an DNA

Auch kann p53 Mutationen im Erbgut, die zu Krebs führen können, entdecken und vorbeugen. Die Voraussetzung für diese segensreiche Eigenschaft liefert dem Protein eine besondere Fähigkeit: Es kann sich an die DNA als Trägerin der Erbinformation heften und dabei Gene „anschalten“, die ihrerseits veranlassen, dass Zellschäden beseitigt werden oder im Notfall das Selbsttötungsprogramm eingeleitet wird. Zudem ist p53 in der Lage, den Zellzyklus zu unterbrechen und so zu verhindern, dass sich verdächtige oder klar veränderte Zellen vermehren.

Die Schlussfolgerung liegt nahe, dass das Krebsrisiko steigt, wenn dieses Protein nicht richtig funktioniert. Tatsächlich geht man davon aus, dass das bei etwa der Hälfte aller bösartigen Tumore der Fall ist – was eine Fehlregulation von p53 zur häufigsten genetischen Veränderung bei Krebs macht. Zu allem Übel geht sie auch mit erhöhter Resistenz gegenüber einer Chemotherapie einher.

P53 scheint übrigens nicht nur beim Verhindern von Krebs eine wichtige Rolle zu spielen: 2016 fanden Forschende des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung heraus, dass der Tumorsuppressor auch die Vermehrung jener Coronaviren hemmt, die Sars-1 verursachen. Der Virologe und Studienleiter Albrecht von Brunn erklärte damals, er vermute, dass p53 auch Gene reguliert, „die an der unspezifischen zellulären Virusabwehr beteiligt sind“.

Vor allem aber wegen seiner nachgewiesenen tumorunterdrückenden Fähigkeiten wird seit Jahren intensiv zu p53 geforscht – man sieht darin einen hoffnungsvollen Ansatz für eine neue Krebstherapie. Mehr als 20 klinische Studien haben sich zuletzt mit p53 als möglichem „Krebsimpfstoff“ beschäftigt. Die Idee klingt naheliegend allerdings: Da p53 an vielen verschiedenen Prozessen im Körper beteiligt ist, birgt das auch das Risiko unerwünschter Nebenwirkungen. Eine andere Hürde für den Einsatz von p53 als Therapeutikum besteht darin, dass es in der Zelle schnell abgebaut wird. Ein echter Durchbruch gelang bislang noch nicht. Nun jedoch wollen Forschende des Karolinska-Instituts in Schweden einen Weg gefunden haben, das Protein zu stabilisieren und in seiner Wirkung potenter zu machen.

Spinnenseide im Kampf gegen Krebs

Der Stoff, der das ermöglichen soll, stammt aus der Tierwelt: Es handelt sich um Spinnenseidenprotein. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Structure“ erschienen. „Das Problem ist, dass Zellen nur geringe Mengen an p53 herstellen und es dann schnell abbauen, da es sich um ein sehr großes und ungeordnetes Protein handelt“, wird Studienautor Michael Landreh von der Abteilung für Mikrobiologie, Tumor- und Zellbiologie in einer Mitteilung des Karolinska-Instituts zitiert: „Wir haben uns davon inspirieren lassen, wie die Natur stabile Proteine herstellt und Spinnenseidenprotein verwendet, um p53 zu stabilisieren. Spinnenseide besteht aus langen Ketten hochstabiler Proteine und ist eines der stärksten Polymere der Natur.“

Zusammen mit Forschenden der Abteilung für Biowissenschaften, die bereits mit Spinnenseide arbeiten, befestigten die Mikrobiologinnen und Mikrobiologen einen kleinen Ausschnitt eines synthetisch hergestellten Spinnenseidenproteins an das menschliche p53-Protein. Als sie den Eiweiß-Komplex anschließend in Zellen brachten, stellten sie fest, dass diese tatsächlich begannen, p53 in großen Mengen zu produzieren. Das neue Protein habe sich zudem als „stabiler als gewöhnliches p53“ erwiesen und sei in der Lage gewesen, Krebszellen abzutöten, heißt es in der Mitteilung. Als „wahrscheinlichen Grund“ dafür vermuten die Forschenden die „Art und Weise, wie es dem Spinnenseidenanteil gelang, den ungeordneten Abschnitten von p53 Struktur zu verleihen“.

Als nächstes planen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Struktur des Proteins im Detail zu untersuchen und festzustellen, wie seine verschiedenen Teile miteinander agieren, um das Entstehen von Krebs zu verhindern. Sie wollen zudem herausfinden, wie Zellen von dem neuen potenteren p53-Protein profitieren – und wie verträglich die Spinnenseiden-Komponente für den Körper ist.

„Die Schaffung einer stabileren Variante von p53 in Zellen ist ein vielversprechender Ansatz für die Krebstherapie, und jetzt haben wir ein Werkzeug, das es wert ist, erforscht zu werden“, sagt Studienautor David Lane, der Ende der 1970er Jahre einer der Entdecker des p53-Proteins war.

Kampf gegen Krebs: Wissenschaft setzt bei Impfstoff auf mRNA-Technik

Wohin die Reise konkret gehen soll? Die Forschenden wollen bei der Entwicklung von p53 als Krebsimpfstoff auf eine Technik setzen, die in der Corona-Pandemie weltweite Bekanntheit erlangt hat: „Wir hoffen, ein mRNA-basiertes Krebsvakzin zu entwickeln“, erklärt Lane: „Aber bevor wir das tun, müssen wir wissen, wie die Zellen mit dem Protein umgehen und ob große Mengen davon toxisch sein können.“

Bei der mRNA-Technik wird der genetische Bauplan für ein bestimmtes Protein in den Körper gespritzt, das menschliche Zellen nach dieser Anleitung selbst herstellen sollen. Seit Jahren wird weltweit daran gearbeitet, dieses Prinzip – auf unterschiedliche Weise – auch als Therapie gegen Krebs einzusetzen. (Pamela Dörhöfer)

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