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Epigenetische Signale fördern Entstehung von Leukämie

Nr. 26c2 | 29.05.2019 | von Koh

Für die Entstehung der CLL, einer häufigen Form von Blutkrebs, sind neben DNA-Mutationen auch fehlerhafte epigenetische Signale verantwortlich. Diese legen sowohl in gesunden Zellen als auch in Krebszellen fest, welcher Teil der genetischen Informationen tatsächlich abgelesen wird. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) haben in einem nationalen Forschungsverbund die epigenetischen Signale in CLL-Zellen systematisch untersucht. Aus den Ergebnissen konnten sie ein Modell entwickeln, das erklärt, wie es zur fehlerhaften Genregulation kommt. Das Modell erlaubt es den Forschern vorherzusagen, welche für die Krebsentstehung relevanten Gene in den CLL-Zellen dereguliert sind, was erheblichen Einfluss auf die Prognose der Erkrankung haben kann.

Ein Netzwerk von falschen epigenetischen Signalen an den Histonproteinen und der DNA führt in Zellen der chronisch-lymphatischen Leukämie zu Fehlern beim Auslesen der Erbinformation.
© Molecular Systems Biology, Illustration von SciStories

In Krebszellen ist nicht nur die DNA durch Mutationen verändert, sondern auch die am Genom angehefteten epigenetischen Signale. Darunter versteht man an die DNA oder die DNA-Bindeproteine (Histone) reversibel gekoppelte kleine chemische Gruppen (z.B. durch Methyl- oder Azetylgruppen). Falsche epigenetische Signale können bewirken, dass die Erbinformation nicht richtig gelesen oder in ihrer Funktion unterdrückt wird. Dies kann dazu führen, dass eine kranke Zelle einen Selbstzerstörungsbefehl ignoriert oder Gene ausschaltet, die die Krebsentstehung verhindern.

„In unserer aktuellen Studie haben wir eine fast vollständige Karte der wichtigsten epigenetischen Signale erstellt, die bei der chronischen lymphatischen Leukämie (CLL) gegenüber gesunden Zellen verändert sind", erläutert Karsten Rippe, der zusammen mit Daniel Mertens vom DKFZ den Forschungsverbund zur Untersuchung der CLL Epigenetik koordiniert.

„Die Stärke unserer Arbeit liegt in der Verknüpfung biomedizinischer Grundlagenforschung, die am DKFZ ihren Schwerpunkt hat, und klinischer Forschung", so Daniel Mertens, der gleichzeitig auch am Ulmer Klinikum arbeitet. „Dabei haben wir experimentelle Arbeiten im Labor mit Analysen und Modellierungen am Computer integriert und konnten so mathematische Modelle entwickeln, die vorhersagen, wie sich die Genaktivität in CLL-Zellen verändert." Sind beispielsweise in den Krebszellen eines Patienten relevante „Krebsbremsen" (Tumor-Suppressorgene) in ihrer Aktivität unterdrückt, so hat dies erheblichen Einfluss auf die Erkrankung.

Als nächstes wollen die Wissenschaftler herausfinden, wie Medikamente das epigenetische Programm der Zelle beeinflussen und wie man mit Hilfe der Untersuchung epigenetischer Signale den Behandlungserfolg vorhersagen kann.

Die Arbeit wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Mallm JP, Iskar M, Ishaque N, Klett LC, Kugler SJ, Muino JM, Teif VB, Poos AM, Großmann S, Erdel F, Tavernari D, Koser SD, Schumacher S, Brors B, König R, Remondini D, Vingron M, Stilgenbauer S, Lichter P, Zapatka M, Mertens D & Rippe K (2019) Linking aberrant chromatin features in chronic lymphocytic leukemia to deregulated transcription factor networks. Mol Syst Biol 5, e8339. doi: 10.15252/msb.20188339.

Ein Bild zur Meldung steht zur Verfügung unter: www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2019/bilder/MSB_cover_Vol15.jpg 

BU: Ein Netzwerk von falschen epigenetischen Signalen an den Histonproteinen und der DNA führt in Zellen der chronisch-lymphatischen Leukämie zu Fehlern beim Auslesen der Erbinformation.

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Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs. Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

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