Das TP53-Gen und seine Rolle bei Krebs

Das TP53-Gen ist ein Gen, das bei vielen Krebsarten mutiert ist. Es handelt sich um die häufigste Genmutation in Krebszellen. TP53, ein Tumorsuppressorgen, kodiert für ein Protein, das die Entwicklung und das Wachstum von Tumoren hemmt. Ein Gen, das als „Wächter des Genoms“ bezeichnet wird. Wenn es inaktiviert wird, kann es auch eine Rolle bei der Persistenz, dem Wachstum und der Ausbreitung einer Krebserkrankung spielen.

Das TP53-Gen bzw. seine Proteine ​​werden auch als Tumorprotein TP53, zelluläres Tumorantigen TP53, Phosphoprotein TP53, Antigen NY-CO-13 oder Transformation-Related Protein 53 bezeichnet.

Erfahren Sie im Folgenden mehr über die Funktionen von TP53, wie es die Entstehung von Krebs verhindert, wie es geschädigt werden kann und über Therapien, die dabei helfen können, seine Wirkung zu reaktivieren.

Funktion des TP53-Gens

Es gibt zwei Arten von Genen, die für die Entstehung und das Wachstum von Krebserkrankungen wichtig sind: Onkogene und Tumorsuppressorgene. Am häufigsten ist eine Häufung von Mutationen sowohl in Onkogenen als auch in Tumorsuppressorgenen für die Entstehung von Krebs verantwortlich.

Onkogene vs. Tumorsuppressorgene

Onkogene entstehen, wenn im Körper vorhandene normale Gene (Protoonkogene) mutiert sind, wodurch sie aktiviert (kontinuierlich eingeschaltet) werden. Diese Gene kodieren für Proteine, die die Zellteilung steuern. Ihre Aktivierung könnte man sich als analog zum Festhalten des Gaspedals in der unteren Position in einem Auto vorstellen.

Im Gegensatz dazu kodieren Tumorsuppressorgene für Proteine, die beschädigte DNA reparieren (damit eine Zelle nicht zu einer Krebszelle werden kann) oder zum Tod (programmierter Zelltod oder Apoptose) von Zellen führen, die nicht repariert werden können (damit sie nicht zu einer Krebszelle werden können). Möglicherweise haben sie auch andere wichtige Funktionen für das Krebswachstum, beispielsweise eine Rolle bei der Regulierung der Zellteilung oder der Angiogenese (dem Wachstum neuer Blutgefäße zur Versorgung eines Tumors). Mit der obigen Analogie kann man sich Tumorsuppressorgene als die Bremsen eines Autos vorstellen.

Tumorsuppressorgene, die vielen Menschen bekannt sind, sind die BRCA-Gene. Es ist bekannt, dass BRCA-Genmutationen mit der Entstehung von Brustkrebs und anderen Tumoren verbunden sind.2

Wie das TP53-Gen Krebs vorbeugt

TP53 ist ein Protein, dessen Hauptfunktion darin besteht, DNA zu reparieren, um zu verhindern, dass veränderte DNA an Tochterzellen weitergegeben wird. Wenn der Schaden in der DNA zu groß ist, um repariert zu werden, signalisieren TP53-Proteine ​​den Zellen, einen programmierten Zelltod (Apoptose) zu erleiden.

Funktionsgewinn

Das TP53-Gen ist in etwa 50 % der Krebszellen mutiert, aber zusätzlich zu seiner Rolle bei der Tumorunterdrückung können Krebszellen selbst Wege finden, das Gen zu inaktivieren und zu verändern, was zu neuen Funktionen führt, die das Wachstum eines Krebses unterstützen. Diese werden als „Gain-of-Functions“ bezeichnet.3Einige dieser Gain-of-Functions können Folgendes umfassen:

• Resistenz gegen Krebsmedikamente hervorrufen
• Regulierung des Stoffwechsels (um Krebszellen einen Vorteil gegenüber normalen Zellen zu verschaffen)
• Förderung der Ausbreitung des Tumors (Metastasen)
• Fördert das Wachstum des Tumors
• Hemmung der Apoptose von Krebszellen
• Induzieren einer genomischen Instabilität
• Erleichterung der Angiogenese

Eine Analogie zur Beschreibung des TP53-Gens

Eine sehr vereinfachte Betrachtungsweise des TP53-Gens wäre, sich selbst als das TP53-Gen und einen Klempner als eines der Proteine ​​vorzustellen, die man kontrollieren kann. Wenn Sie ein Wasserleck haben und „richtig funktionieren“, können Sie den Klempner anrufen. Der Klempner könnte dann zu Ihnen nach Hause kommen und entweder den undichten Wasserhahn reparieren oder Sie könnten ihn vollständig entfernen, um das Wasserleck zu stoppen. Wenn Sie nicht in der Lage wären, den Anruf zu tätigen (analog zu einem fehlerhaften TP53-Gen), würde der Klempner nicht gerufen und das Leck würde weitergehen (analog zur Teilung von Krebszellen). Außerdem könnten Sie das Wasser nicht abstellen, was schließlich zu einer Überschwemmung Ihres Hauses führen würde.

Sobald Ihr Haus überschwemmt wird, kann es sein, dass der Wasserhahn ein Eigenleben entwickelt, Sie daran hindert, ihn zu schließen, andere Klempner daran hindert, in die Nähe zu kommen, der Wasserfluss beschleunigt wird und neue undichte Rohre rund um Ihr Haus entstehen, darunter auch einige die nicht einmal mit dem ursprünglich undichten Wasserhahn verbunden sind.

TP53-Genmutationen

Eine Mutation im TP53-Gen (auf Chromosom 17) ist die häufigste Mutation in Krebszellen und kommt bei über 50 % der Krebserkrankungen vor. Es gibt zwei Haupttypen von Genmutationen: Keimbahnmutationen und somatische.

Keimbahn vs. somatische Mutationen

Keimbahnmutationen (erbliche Mutationen) sind die Art von Mutationen, die Menschen beschäftigen könnten, wenn sie sich fragen, ob sie eine genetische Veranlagung für Krebs haben. Die Mutationen sind von Geburt an vorhanden und betreffen jede Zelle im Körper. Mittlerweile sind Gentests verfügbar, die auf mehrere Keimbahnmutationen prüfen, die das Krebsrisiko erhöhen, wie zum Beispiel mutierte BRCA-Gene. Keimbahnmutationen im TP53-Gen sind selten und mit einem spezifischen Krebssyndrom verbunden, das als Li-Fraumeni-Syndrom bekannt ist.

Menschen mit Li-Fraumeni-Syndrom erkranken häufig als Kinder oder junge Erwachsene an Krebs, und die Keimbahnmutation ist mit einem hohen lebenslangen Risiko für Krebserkrankungen wie Brustkrebs, Knochenkrebs, Muskelkrebs und mehr verbunden.

Somatische Mutationen (erworbene Mutationen) sind nicht von Geburt an vorhanden, sondern entstehen im Prozess der Umwandlung einer Zelle in eine Krebszelle. Sie kommen nur in der Art von Zellen vor, die mit dem Krebs assoziiert sind (z. B. Lungenkrebszellen), und nicht in anderen Zellen im Körper. Somatische oder erworbene Mutationen sind bei weitem die häufigste Mutationsart im Zusammenhang mit Krebs.4

Wie das TP53-Gen beschädigt (inaktiviert) werden kann

Das TP53-Gen kann durch krebserregende Substanzen in der Umwelt (Karzinogene) wie Tabakrauch , ultraviolettes Licht und die Chemikalie Aristolochiasäure (bei Blasenkrebs) geschädigt (mutiert) werden. Oftmals ist jedoch das zur Mutation führende Toxin unbekannt.

Was passiert, wenn das TP53-Gen inaktiviert wird?

Wird das Gen inaktiviert, kodiert es nicht mehr für die Proteine, die zu den oben genannten Funktionen führen. Wenn also eine andere Form von DNA-Schaden in einer anderen Region des Genoms auftritt, wird der Schaden nicht repariert und kann zur Entstehung von Krebs führen.5

Krebs und TP53-Genmutationen

Mutationen des TP53-Gens sind bei etwa 50 % aller Krebsarten insgesamt vorhanden, kommen jedoch bei einigen Arten häufiger vor als bei anderen. Mutationen im TP53-Gen stellen eine der großen Herausforderungen bei der Krebsbehandlung dar, da diese Gene die Stabilität des Genoms aufrechterhalten. Bei einem funktionierenden TP53-Gen können weitere Mutationen auftreten, die sowohl das Wachstum von Krebs fördern als auch Resistenzen gegen Behandlungen hervorrufen.6

Krebserkrankungen im Zusammenhang mit TP53-Genmutationen

Es gibt eine Vielzahl von Krebsarten, die mit Mutationen im TP53-Gen verbunden sind. Einige davon umfassen:

• Blasenkrebs
• Brustkrebs (das TP53-Gen ist bei etwa 20 bis 40 % der Brustkrebserkrankungen mutiert)
• Hirntumor (verschiedene Arten)
• Cholangiokarzinom
• Plattenepithelkarzinom im Kopf- und Halsbereich
• Leberkrebs
• Lungenkrebs (das TP53-Gen ist bei den meisten kleinzelligen Lungenkrebsarten mutiert)
• Darmkrebs
• Osteosarkom (Knochenkrebs) und Myosarkom (Muskelkrebs)
• Eierstockkrebs
• Adrenocorticol-Karzinom

Einmal mutiert, immer mutiert? Targeting des TP53-Gens

Aufgrund der großen Bedeutung von TP53-Mutationen bei Krebs suchen Forscher nach Möglichkeiten, das Gen zu reaktivieren. Obwohl die Wissenschaft sehr komplex ist, schreitet sie voran, und kleine Moleküle, sogenannte MDMX-Inhibitoren, werden jetzt in klinischen Studien für Menschen mit Blutkrebs untersucht.7

Dies ist ein Bereich, in dem diätetische Ansätze auch in Zukunft zum Einsatz kommen könnten. Im Gegensatz zur Strategie hinter den genannten kleinen Molekülen (die die Bindung von MDM2 an TP53 hemmen) können Phytonährstoffe in einigen pflanzlichen Lebensmitteln die MDM2-Expression direkt reduzieren. Im Labor wurde festgestellt, dass eine Reihe natürlicher Produkte die Expression verändern , wobei angenommen wird, dass das jeweilige natürliche Produkt bei verschiedenen Krebsarten wirkt. Beispiele hierfür sind das Flavonoid Genistein bei Prostata- und Brustkrebs, Melatonin bei Brustkrebs und Curcumin (ein Bestandteil des Gewürzs Kurkuma) bei Prostata-, Lungen- und Brustkrebs.8

Ein Wort von Verywell

Das TP53-Gen ist ein Gen, das, wenn es mutiert ist, bei vielen Krebsarten eine große Rolle spielt. Versuche, das Gen zu reaktivieren, waren eine Herausforderung, aber die Wissenschaft ist an einem Punkt angelangt, an dem in ersten klinischen Studien Medikamente untersucht werden, die seine Funktion beeinflussen könnten. Darüber hinaus könnten diejenigen, die sich für eine gesunde Ernährung von Krebspatienten eingesetzt haben, durch aktuelle Studien zu Naturprodukten und der Funktion des TP53-Gens ermutigt werden. Allerdings sind die Beweise noch lange nicht so weit, dass Forscher Ernährungsempfehlungen aussprechen würden .

Auch bei diesen Naturprodukten ist Vorsicht geboten. Es ist noch nicht lange her, als Forscher herausfanden, dass Menschen, die sich reich an Beta-Carotin-haltigen Lebensmitteln ernährten, ein geringeres Lungenkrebsrisiko hatten, und sich daran machten, die möglichen Auswirkungen von Beta-Carotin-Nahrungsergänzungsmitteln auf das Risiko zu untersuchen. Im Gegensatz zu dem verringerten Risiko, das bei Beta-Carotin aus der Nahrung beobachtet wurde, war Beta-Carotin in Form von Nahrungsergänzungsmitteln jedoch mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung der Krankheit verbunden.