Defekte Erbgut-Verpackung bei bösartigem Hirntumor

Diese sogenannten Histone dienen der Zelle als Spulen, auf die das Erbgut gewickelt wird. Gleichzeitig steuern sie die Genaktivität. Mutationen in Histon-Genen wurden bislang bei keiner anderen Erkrankung beobachtet. 

Glioblastome wachsen äußerst aggressiv in gesundes Hirngewebe ein und sind darüber hinaus hochgradig resistent gegenüber Strahlen- und Chemotherapie. Daher gelten sie als die bösartigsten aller Hirntumoren. Die heute verfügbaren Behandlungsverfahren können oft nur wenig gegen die Erkrankung ausrichten. An einem Glioblastom können Menschen jeden Alters erkranken, Kinder sind jedoch seltener betroffen als Erwachsene. 

Um die molekularen Vorgänge bei der Entstehung dieser Tumoren besser zu verstehen und dadurch neue Therapieansätze zu entwickeln, entzifferte ein internationales Forscherteam nun das Erbgut von 48 Glioblastomen bei Kindern.
In beinahe jedem zweiten Fall entdeckten die Forscher Genveränderungen, die sich auf die Histone auswirken. Diese Eiweiße dienen der Zelle als Spulen, auf die der meterlange DNA-Faden gewickelt wird. Teils wiesen die Histon-Gene selbst die Veränderung auf, teils waren Gene für zwei weitere Eiweiße betroffen, die dabei mithelfen, die DNA auf die Histon-Spulen aufzuwickeln.

Die Histon-Mutationen sind charakteristisch für die Tumoren im Kindesalter (36 Prozent), bei Glioblastomen erwachsener Patienten treten sie dagegen nur vereinzelt auf (3 Prozent), bei weniger aggressiven Hirntumoren gar nicht. 
Histone sind entwicklungsgeschichtlich gesehen uralte Proteine, die sich bei Mensch, Maus oder Fadenwurm kaum voneinander unterscheiden. Bis vor wenigen Jahren hielt man sie für reines Verpackungsmaterial der DNA: Inzwischen ist aber bekannt, dass sie darüber hinaus entscheiden, welche Gene abgelesen werden und welche nicht; und damit in die Steuerung der Zellfunktion eingreifen. Eine Vielzahl chemischer Markierungen an bestimmten Positionen des Histons entscheidet darüber, ob ein Gen zugänglich ist oder nicht.

Die neu entdeckten Mutationen betreffen besonders häufig solche Regionen des Histons, die die Genaktivität steuern. Tumorzellen mit Histon-Mutationen haben daher oft ein verändertes Genaktivitätsprofil. Die Forscher haben erstmals eine Histon-Mutation im Zusammenhang mit einer Erkrankung entdeckt. Ein einzelner kleiner Histon-Defekt kann umfassende Veränderungen der Genaktivität bewirken und darüber hinaus die Lebensspanne einer Zelle beeinflussen – beides zusammen kann zu Krebs führen.

Sogenannte epigenetische Therapien, die die chemischen Markierungen der Histone beeinflussen, werden bereits bei anderen Krebsarten erprobt. Die Heidelberger Wissenschaftler wollen nun prüfen, ob diese Medikamente auch gegen Glioblastome mit Histon-Defekten wirksam sind. 

Literatur: Schwartzentruber, J., et al.: Nature, 29. Januar 2012, Online: DOI:10.1038/nature10833