Der Tumor als dumme und beherrschbare Erkrankung

Auch Krebs durchläuft eine Evolution, allerdings in einer deutlich simpleren Form. Mathematische Modelle liefern eine einfache Erklärung, warum ein Tumor dennoch so gefährlich ist. Und sie deuten auf eine Achillesferse hin.

HeLa-IV

Quelle: HeLa-IV“ by National Institutes of Health (NIH)

Ein Tumor ist dumm: Er überwältigt den Körper mit Masse und nicht mit Qualität. Und das macht ihn beherrschbar.

Diese provokante These stammt von Arend Sidow und Noah Spies. Die beiden Forscher von der kalifornischen Stanford Universität suchten ein möglichst einfaches Modell, um das Wachstum von Tumoren zu erklären. Ihr Beitrag in Trends in Genetics gehört zu den lesenswertesten – und lesbarsten – Artikeln, die mir in letzter Zeit untergekommen sind.

Den Einstieg bilden ein paar Gedanken über die Evolution. Die Entstehung eines Tumors beinhaltet Aspekte, die sich gut mit Darwins Wortschatz beschreiben lassen: genetische Variabilität, Selektion und Adaption an das Ökosystem der Körpergewebe. Hunderte Fachaufsätze beschäftigen sich mit diesem Thema, oft mit sehr fruchtbaren Ergebnis.

Kein Sex, keine Erben

Dennoch ist in diesem Fall der Nutzen von Darwins Theorie begrenzt. Der offenkundige Grund: Krebszellen kennen keinen Sex. Krebs befällt nur die sogenannten somatische Zellen, aus denen unsere Organe und Gewebe bestehen. Die Keimbahn, also Ei- und Spermazellen, ist nicht betroffen. Krebszellen können somit auch keine genetischen Informationen austauschen.

Die Folge: Jede Krebszelle entwickelt sich für sich allein, und die Möglichkeiten der Entfaltung sind begrenzt. Ihr Weg beginnt bei Null, und endet unweigerlich in einer Sackgasse – spätestens mit dem Tod des Menschen verschwinden die Krebszellen spurlos von der Bildfläche.

Es ist also eine sehr simple Evolution, die ein Krebs durchläuft. Und so reichen auch einfache Annahmen, um ein plausibles Modell für das erfolgreiche Tumorwachstum zu konstruieren. Ich lasse die Mathematik – und viele interessante Gedankengänge – links liegen und komme gleich zum Ergebnis: Der Schlüssel liegt im Wachstum.

Wachstum und sonst nichts

Die Masse machts. Laut Sidow und Spies ist es allein die Fähigkeit zur raschen und rücksichtslosen Vermehrung, die einem Tumor zum Erfolg verhilft. Eine simple Erklärung, bei der einiges unter den Tisch fällt: Ausbildung von Resistenzen, Umstrukturierung des Gewebes, Täuschung des Immunsystems. Das mathematische Modell der kalifornischen Forscher kennt nur einen Parameter – das Wachstum.

Hochinteressant ist die Schlussfolgerung. Wenn nur das Wachstum entscheidet, kommt den Treibern (engl. driver) dieses Prozesses – den Onkogenen – eine zentrale Rolle zu. Und hier lauert ein Engpass: Die Zahl der driver, die einen entscheidenden Unterschied machen können, ist begrenzt. Bislang scheint es, als gebe es davon in den meisten Tumoren kaum mehr als zwei bis acht. Ein Zahl, die überschaubar ist. Und damit auch beherrschbar?

100 % Kill

Im allerletzten Satz lassen die Autoren dann eine Bombe platzen. Ihre Hoffnung: „An exact 100% kill rate, not rounded up, will be achieved reliably in the future.“ Wenn nur eine kleine Zahl von Faktoren wesentlich ist, wird auch eine kleine Zahl von Medikamenten ausreichen, um den Krebs zu besiegen. Und da jeder Krebs die gleiche Entwicklung durchmacht, ist jeder auch gleich verwundbar.

Das ist eine sehr steile These. Nicht nur deshalb, weil sie auf einem einfachen mathematischen Modell beruht. Denn selbst wenn wir akzeptieren, dass nur eine Handvoll von Faktoren wichtig ist: Wer sagt, dass Ärzte diese blockieren können, ohne den Patienten gleich mit über den Jordan zu schicken? Die nicht-mathematische Realität wird noch manche Fallstricke bereit halten.

Eine Nummer kleiner

Trotzdem gibt dieser Gedanke Hoffnung. Denn man kann es auch etwas kleiner angehen und sich die AIDS-Therapie zum Vorbild nehmen: Nicht 100 % Kill ist dann das Ziel, sondern eine dauerhafte Kontrolle. Wenn sich das Wachstum des Tumors drosseln lässt, stellt er – gemäß dieser These – auch kaum noch eine Gefahr dar. Die Betroffenen hätten zwar weiterhin Krebs, ihr Leben würde das aber kaum beeinträchtigen.

Quelle:
Sidow und Spies , Trends in Genetics 2015: Concepts in solid tumor evolution

Mehr dazu auf wissensschau.de:
Tumor-Genome: Grundlage für maßgeschneiderte Krebstherapien?

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