Wenn sich Zellen unkontrolliert teilen, kann Krebs entstehen. Gründe dafür können Schäden am Erbmaterial, angeborene Gendefekte, Fehler beim Ablesen der DNA und nicht funktionierende Reparatursysteme sein. Die sich dadurch ändernde Zellphysiologie ist Gegenstand intensiver Forschungen.
Unter dem Begriff Tumor (lat. Schwellung) wird in der Onkologie meistens eine Gewebswucherung (Geschwulst) infolge krankhafter übermäßiger Zellvermehrung verstanden. Eine andere Bezeichnung für die Zellvermehrung ist Neoplasie (griech. Neubildung).
Tumoren werden als benigne (gutartig) bezeichnet, wenn sie nicht in umliegendes Gewebe wachsen und keine Tochtergeschwulste (Metastasen) bilden. Als semimaligne (halbbösartig) werden Tumoren bezeichnet, die zwar in umliegendes Gewebe infiltrieren, aber keine Metastasen bilden. Maligne (bösartige) Neoplasien werden auch als Krebs bezeichnet. Sie wachsen invasiv und zerstörend in das umliegende Gewebe und bilden (Fern-)Metastasen.
Die allgemeine Biologie (altgriech. bíos, „Leben“ und lógos, „Lehre“) ist die Wissenschaft der Lebewesen und beschäftigt sich mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten des Lebendigen wie auch mit den Besonderheiten, z. B. dem genetischen Bauplan, der Entwicklung sowie physikalischen und biochemischen Vorgängen im Inneren. Das Feld der Tumorbiologie beschäftigt sich speziell mit der Charakteristik von Tumoren:
• Aus welchen Zellen ist der Tumor entstanden?
• Welcher Art sind die genetischen Veränderungen des Tumors?
• Welche Ursachen bewirken eine genetische Veränderung?
• Zu welchem Zeitpunkt ändert sich die Genetik und wie ist die weitere Entwicklung?
Grundsätzlich kann sich aus jeder Zelle des Körpers eine bösartige Neoplasie entwickeln, deshalb gibt es auch so viele verschiedene Tumorerkrankungen. Um herauszufinden, was für eine Neoplasie vorliegt, werden Gewebeproben hinsichtlich ihres Aufbaus untersucht. In der Zytologie werden Zellen als die kleinsten, selbstständigen Bau- und Funktionselemente des Körpers untersucht. Die Histologie betrachtet das Gewebe als Verband ähnlich differenzierter Zellen. Neben der Einteilung in solide Tumoren und systemische (den ganzen Körper betreffende), hämatologische Neoplasien lassen sich Krebserkrankungen histologisch nach ihrem Ursprungsgewebe unterteilen (Tab.).
Krebszellen entwickeln sich aus gesunden Zellen in mehreren Schritten, teilweise über Jahre hinweg (z. B. Adenom-Karzinom-Sequenz beim Kolonkarzinom). Zugrunde liegt immer eine genetische Mutation. Eine einzige Mutation lässt aber meist noch keinen Krebs entstehen, denn entartete Zellen werden normalerweise vom Immunsystem erkannt und entsorgt oder sie zerstören sich selbst durch den programmierten Zelltod (Apoptose). Entartete Krebszellen, die sich den Kontrollmechanismen entzogen haben, besitzen einige wesentliche Unterschiede zu normalen, gesunden Zellen. Abbildung fasst die wichtigsten bekannten Kennzeichen von Krebs zusammen. Die Ursachen für eine genetische Mutation im Erbgut können vielfältig sein: Zufall, genetische Disposition, UV-Strahlung, ionisierende Strahlen, chronische Entzündungen, krebsauslösende Stoffe (Kanzerogene) wie Umweltgifte, Chemikalien, Zigarettenrauch und Asbest. Aber auch der Lifestyle (Ernährungsweise, Adipositas, Bewegungsmangel) kann eine Krebserkrankung begünstigen. Zuletzt können verschiedene Krankheitserreger der Tumorentstehung den Weg ebnen (z. B. HPV beim Zervixkarzinom).
Moleküle sind Teilchen, die aus zwei oder mehreren zusammenhängenden Atomen bestehen. Sie stellen die kleinsten Teilchen dar, die die Eigenschaften des zugrunde liegenden Stoffes haben. Die Molekularbiologie beschäftigt sich hauptsächlich mit der Biochemie der Nukleinsäuren DNA und RNA sowie den Proteinen und im weiteren Sinne auch mit der Funktionsweise anderer biologischer Moleküle. In der Molekulargenetik erforscht man die Struktur und die Vorgänge beim Ablesen des menschlichen Genoms sowie Regulationsmöglichkeiten und Wechselwirkungen zwischen DNA und Proteinen. Die molekularpathologische Klassifikation spielt unter therapeutischen Gesichtspunkten eine immer größere Rolle, da sie der Weg zur maßgeschneiderten Therapie ist. Biomarker (biologische Tumormarker) geben Hinweise auf die Malignität des Tumors mit entsprechenden Behandlungsaussichten (prognostische Marker) und darauf, wie zielgerichtet er behandelt werden kann (prädiktive Marker). Als Biomarker beim Mammakarzinom gelten z. B. Hormonrezeptor-Status, HER2-Rezeptor-Status, Proliferationsmarker Ki-67, uPA/PAI-1-Status und das Genexpressionsprofil (Gensignatur).
Befasst sich mit Faktoren und Mechanismen, die einen Einfluss auf die Aktivität von Genen haben und damit auf die Entwicklung der Zelle.
Ist ein Gen, welches für ein Produkt codiert, das Zellwachstum und Tumorwachstum hemmt und damit der Entstehung von Krebs entgegenwirken kann. Eine Mutation in diesem Gen kann daher zu unkontrollierter Zellproliferation führen. Ein wichtiges Tumorsuppressorgen ist unser „Wächter des Genoms“, das Protein p53.
Ein normales Gen, das durch eine Mutation zu einer Überaktivierung der Expression und somit zu einer kanzerösen Entartung führen kann. Die Mutation kann zu strukturell veränderten oder fehlregulierten Proteinen führen, welche die Proliferation (Vermehrung durch Teilung) und das Überleben der Krebszelle verstärken. Zu ihnen gehören Gene, die Wachstumsfaktoren oder ihre Rezeptoren, G- Proteine oder Tyrosinkinasen kodieren.
Ist ein verändertes Proto-Onkogen, das die Krebsentstehung fördert. Bei ihrer Aktivierung veranlassen sie Zellen dazu, der Apoptose zu entgehen und stattdessen zu proliferieren und damit maligne zu entarten. Zu ihrer Aktivierung sind vielfach zusätzliche Ereignisse erforderlich, wie eine Mutation oder eine Virusinfektion. Ein wichtiges Onkogen für die Entstehung eines Kolonkarzinoms ist das Kras-Onkogen, beim NSCLC sind EGFR und Kras wichtige Onkogene.
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