In jeder menschlichen Zelle tickt eine eigene innere Uhr, die sogenannte zirkadiane Uhr, die einem 24-Stunden-Rhythmus folgt. Sie steuert beispielsweise Stoffwechselprozesse und die Zellteilung. Der zentrale Taktgeber für die einzelnen Uhren sitzt im Gehirn und wird durch den Wechsel von Licht und Dunkelheit beeinflusst und folgt einem Tag-Nacht-Rhythmus. Ist der Ablauf der inneren Uhr permanent gestört, können auch Stoffwechseltätigkeit und Zellteilung verändert werden. Der Mensch ist dann anfälliger für Krankheiten, wie beispielsweise Krebs.
Das Team um Privatdozentin Dr. Angela Relógio vom Molekularen Krebsforschungszentrum und Institut für Theoretische Biologie untersuchte das Zusammenspiel zwischen Uhr- und Zellzykluskomponenten und den dysregulierenden und hyperaktiven Effekten eines Proteins namens RAS, das bei etwa einem Viertel aller Krebserkrankungen verändert nachzuweisen ist. Die Wissenschaftler konzentrierten sich zudem auf zwei weitere Proteine (Ink4a und Arf), die bekannt dafür sind, Tumorerkrankungen zu unterdrücken. Im Zuge ihrer Forschungen konnten sie nachweisen, dass RAS, das für die Zellvermehrung verantwortlich ist, das Zusammenspiel von innerer Uhr und Zellzyklus beeinträchtigen kann. Dies geschieht über die Proteine (Ink4a und Arf), die sonst Krebs unterdrücken. Ihre Ergebnisse heben die bedeutende Rolle der inneren Uhr in ihrer Funktion als krebsvorbeugenden Mechanismus hervor. „Aufgrund unserer Ergebnisse im Zellmodel scheint es, dass die Uhr wahrscheinlich als Tumorsuppressor wirkt und dass es für Krebszellen von Vorteil ist, die zirkadiane Kontrolle zu umgehen“, erklärt die Krebsforscherin Relógio, deren Nachname auf Portugiesisch passenderweise Uhr bedeutet. „Man kann nicht aufhören, sich zu fragen, ob ein unterbrochenes zirkadianes Timing als nächstes potenzielles Kennzeichen von Krebs aufgenommen werden sollte“, ergänzt sie.
In ihren nächsten Schritten fokussieren sich die Wissenschaftler auf umfassende Studien in zellulären Modellen. Dabei wird die Behandlung mit verschieden Chemotherapeutika simuliert, um den Einfluss der biologischen Uhr auf die Behandlung noch weiter zu präzisieren. Die neuen Erkenntnisse unterstreichen bisher publizierte Chronotherapiestudien und die Relevanz der biologischen Uhr. Um maximale Behandlungsergebnisse zu erzielen, sollte die Krebstherapie überdacht und die individuelle innere Uhr eines Patienten im Rahmen der Therapie berücksichtigt werden.
Quelle: Charité Universitätsmedizin Berlin
Originalpublikation: *Rukeia El-Athman, Nikolai N. Genov, Jeannine Mazuch, Kaiyang Zhang, Yong Yu, Luise Fuhr, Mónica Abreu, Yin Li, Thomas Wallach, Achim Kramer, Clemens A. Schmitt, Angela Relógio. The Ink4a/Arf locus operates as a regulator of the circadian clock modulating RAS activity. Plos Biology. 2017 Dec. doi: 10.1371/journal.pbio.2002940.
