Die epigenetische Uhr von Lungentumoren tickt anders

ARCN-Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen konnten in einer erstmals so durchgeführten Vergleichsstudie feststellen, dass Lungentumore offenbar ein anderes epigenetisches Alter haben als gesundes Vergleichsgewebe desselben Patienten. Überraschenderweise unterscheiden sich verschiedene Lungenkrebsarten in dieser Eigenschaft voneinander. Die Ergebnisse erschienen nun im International Journal of Cancer.

Während man Lungenkrebs in den 90er Jahren als eine einzige Entität behandelte, kann man heute viele Typen von Tumoren unterscheiden: So klassifiziert man zunächst in kleinzelligen Lungenkrebs (SCLC) und nicht-kleinzelligen Lungenkrebs (NSCLC). Letzterer macht etwa 85% aller Fälle aus und wird nochmals in Adenokarzinome und Plattenepithel-Karzinome sowie seltenere Formen unterteilt. Die einzelnen Typen unterscheiden sich in ihren Ursprungsgeweben, ihrer Prognose und in der Art wie sie behandelt werden.

In einer aktuellen Studie unter Leitung von Prof. Dr. Ole Ammerpohl und Prof. Dr. Torsten Goldmann sollte in NSCLC-Tumoren das sogenannte epigenetische Alter mit dem chronologischen Alter eines Gewebes – welches  dem Lebensalter des Patienten entspricht – verglichen werden. Die Epigenetik befasst sich mit Mechanismen, die die Regulation von Genen ermöglichen. Gene können demnach entweder aktiv sein oder ruhen. So werden beispielsweise viele Gene aus der Embryonalentwicklung im späteren Leben nicht mehr benötigt und daher epigenetisch „abgeschaltet“. Epigenetische Mechanismen stellen somit eine wichtige Stellschraube dar, mit der der Körper Gene aus- und anschalten und sich somit auch wechselnden Umwelteinflüssen anpassen kann. Das epigenetische Alter misst man anhand der DNA-Methylierung. Es stimmt meistens gut mit dem tatsächlichen (chronologischen) Alter der jeweiligen Person überein. Eine Abweichung kann auf eine Erkrankung oder den ungünstigen Einfluss von Umweltfaktoren hindeuten.

Das Forscherteam des ARCN wollte herausfinden, ob sich Adenokarzinome und Plattenepithel-Karzinome bezüglich ihres epigenetischen Alters unterscheiden. Dies ist tatsächlich der Fall: Während Adenokarzinome ein höheres epigenetisches Alter haben als gesundes Gewebe desselben Patienten, ist es bei Plattenepithel-Karzinomen um etwa 30 Jahre niedriger. Auffälligerweise waren in den epigenetisch jüngeren Tumoren bestimmte Gene der Embryonalentwicklung angeschaltet. Insgesamt scheint die Genregulation in beiden Tumorarten komplett unterschiedlich abzulaufen, was sich in der Genexpression, also der tatsächlichen Ableserate vieler Gene zeigt: Hier dominieren bei epigenetisch jungen Plattenepithel-Karzinomen fehlregulierte Entwicklungsprozesse, während in den Adenokarzinomen gehäuft Stoffwechselgene dereguliert sind. „Dies untermauert nochmals die unterschiedliche epigenetische Regulation und spricht dafür, dass in beiden Fällen offenbar ganz unterschiedliche Mechanismen zum Tumorwachstum beitragen“, so Ole Ammerpohl. „Tumore nutzen also nicht nur genetische Mechanismen, sondern auch unterschiedliche epigenetische Mechanismen, um ihr Wachstum voranzutreiben.“

Welche Lehren können hieraus für die Krebstherapie gezogen werden? Die Ergebnisse decken sich sehr gut mit Studien, die zeigen, dass Plattenepithel-Karzinome mehr sogenannte Tumorstammzellen enthalten. Stammzellen können sich unbegrenzt vervielfältigen und haben ebenfalls Eigenschaften embryonaler Zellen – wie in dieser Studie für die Plattenepithel-Karzinome gezeigt. Auch erklärt dies das oft schlechtere Ansprechen auf Chemotherapien und die schlechtere Prognose. Andere Arbeitsgruppen haben damit begonnen, erste epigenetische Medikamente zu entwickeln. Allerdings wirken diese noch nicht sehr zielgerichtet. Erkenntnisse aus der hier vorgestellten Studie könnten in Zukunft helfen, fehlregulierte Zielgene für die Therapie des nicht-kleinzelligen Lungenkrebses auszuwählen.

Die Studie ist das Ergebnis einer Kooperation der ARCN-Mitglieder Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (Campus Kiel), Forschungszentrum Borstel und LungenClinic Grosshansdorf mit dem Universitätsklinikum Ulm und wurde im International Journal of Cancer publiziert.

 

Weitere Informationen:

Marwitz S, Heinbockel L, Scheufele S, Kugler C, Reck M, Rabe KF, Perner S, Goldmann T, Ammerpohl O (2018) Fountain of youth for squamous cell carcinomas? On the epigenetic age of NSCLC and corresponding tumor-free lung tissues. Int J Cancer [Elektronische Publikation am 6. Juli 2018]

 

/jbul

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