Zucker und Krebs

Die meisten Menschen denken beim Wort Zucker wahrscheinlich nur an den verführerisch süßen Energielieferanten. Doch hinter dem Begriff verbirgt sich eine Vielzahl unterschiedlicher Biomoleküle, ohne die Leben nicht möglich wäre. Zellen sind auf ihrer Außenseite von Zuckerstrukturen geradezu übersät. Solche Moleküle nehmen zum Beispiel Einfluss auf den Zusammenhalt eines Zellverbandes und tragen zur gegenseitigen Erkennung bei. All das ist bei den meisten Krebserkrankungen von großer Bedeutung.

Zucker – mehr als nur süß

Neben Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren sind Zucker die vierte große Gruppe der Biomoleküle, die in Lebewesen vorkommen. In der Fachsprache werden die Zuckermoleküle häufig als Glykane bezeichnet. Geht es um die Ernährung, ist meist von Kohlenhydraten die Rede. Die Grundbausteine solcher Moleküle sind Einfachzucker wie Glukose, Fruktose oder Galaktose. Sie können zu unterschiedlich langen Ketten verknüpft werden. So gibt es Moleküle aus zwei Bausteinen, wie den Milchzucker, sie können sich aber auch aus mehreren Tausend Einfachzuckern zusammensetzen. Das ist zum Beispiel beim Glykogen der Fall, einer Speicherform der Glukose, die in der Leber und den Muskeln gebildet wird. Zucker spielen aber nicht nur beim Energiehaushalt eine Rolle: Mit ihren vielfältigen Molekülstrukturen nehmen sie auch Einfluss auf die Faltung und den Transport von Proteinen, die Signalüber­tragung sowie auf zahlreiche weitere biologische Prozesse.

Glykane und Krebs

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Wie bei gesunden Zellen sind auch bei Krebszellen an zahlreiche Proteine und Lipide Zucker gebunden. Doch es gibt Unterschiede: Die Zuckerketten sind teils kürzer als üblich, in anderen Fällen sind sie stärker verzweigt, und speziell die Enden der Ketten sind oft verändert. Solche Modifikationen haben konkrete Folgen: So kann sich etwa der Zusammenhalt zwischen Zellen erheblich verringern, wenn veränderte Zuckerstrukturen in der Zellmembran die gegenseitige Bindung schwächen. Krebszellen können sich dann leichter aus dem Zellverband lösen und in benachbartes Gewebe einwachsen. Da sich besonders viele Glykoproteine und Glykolipide auf der Außenseite der Zellmembran befinden, spielen sie gerade im Kontakt mit anderen Zellen eine wichtige Rolle. Die Zucker beeinflussen unter anderem, wie Signale von außen verarbeitet werden, und sie sind auch für die Interaktion mit Immunzellen wichtig. Man geht heute davon aus, dass veränderte Glykane an vielen Stellen Einfluss auf eine Krebserkrankung nehmen – vom unkontrollierten Wachstum bis zur Metastasierung.

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Weitere Informationen finden Sie im neuen einblick. Das DKFZ-Magazin widmet sich dem Thema "Zucker und Krebs" in seiner aktuellen Ausgabe, die Sie hier lesen und herunterladen können: www.dkfz.de/einblick

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