Krebs: Entstehung, Tumoren und Metastasen

Gewebe braucht neue Zellen, kontrolliert aber Teilung und Zelltod. Gesunde Zellen teilen sich gewöhnlich bei passenden Signalen. Kontrollpunkte prüfen, ob die DNA ausreichend intakt ist. Schäden können repariert werden. Stark geschädigte Zellen können durch Apoptose sterben; auch das Immunsystem kann veränderte Zellen beseitigen. Krebszellen entgehen solchen Kontrollen mitunter.

Eine Veränderung des Erbguts oder seiner Regulation macht eine Zelle meist noch nicht zur Krebszelle. Bleibt sie bestehen und wird die Zelle nicht beseitigt, kann sie einen Wachstumsvorteil erhalten. Ihre Nachkommen bilden einen Zellklon. Weitere Veränderungen in einzelnen Nachkommen können zusätzliche Kontrollen über Teilung, Reparatur und Zelltod schwächen. Die Reihenfolge variiert. Da dies über viele Zellgenerationen geschehen kann, liegen zwischen einer ersten Veränderung und erkennbarer Erkrankung mitunter Jahre oder Jahrzehnte.

Eine Mutation verändert die DNA-Information. Sie kann einen Baustein, einen größeren Chromosomenabschnitt oder die Zahl ganzer Chromosomen betreffen. Die Wirkung hängt von Ort und betroffener Zellfunktion ab.

Gene sind DNA-Abschnitte. Viele enthalten Informationen für Proteine, die Zellteilung, Reparatur, Reifung oder Zelltod steuern. Veränderte Gene können zu viel, zu wenig, zum falschen Zeitpunkt oder kein funktionsfähiges Protein liefern. Das Bild vom Gaspedal hilft bei Onkogenen, das von der Bremse bei Tumorsuppressorgenen und das vom Reparaturdienst bei Reparaturgenen. Tatsächlich wirken ihre Produkte in verbundenen Regelkreisen.

Auch epigenetische Veränderungen können die Genaktivität ändern, ohne die Reihenfolge der DNA-Bausteine zu ändern. Chemische Markierungen oder die Verpackung der DNA beeinflussen ihre Ablesbarkeit. Bei Krebszellen sind oft mehrere Schutzgrenzen geschwächt. Manche teilen sich ohne übliche Wachstumssignale, übergehen hemmende Signale, entgehen der Apoptose oder halten ihre Teilungsfähigkeit länger aufrecht. Andere werden vom Immunsystem schlechter erkannt oder hemmen Immunzellen. Bei soliden Tumoren können Zellen neue Blutgefäße anregen; das heißt Angiogenese und verbessert die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen. Bösartige Zellen können in Nachbargewebe eindringen und sich ausbreiten. Eine dieser Eigenschaften allein beweist noch keine vollständig entwickelte Krebszelle.

Ein Tumor ist eine neu gebildete Zellmasse. Er kann gutartig oder bösartig sein. Krebs ist eine bösartige Erkrankung veränderter Zellen; Blutkrebs wie Leukämie bildet gewöhnlich keinen festen Tumor. Bei einem soliden Tumor sind besonders zerstörendes Einwachsen in Nachbargewebe und mögliche Ausbreitung Zeichen der Bösartigkeit. Größe und Wachstumsgeschwindigkeit allein entscheiden das nicht.

Für eine Metastase müssen Zellen den Ursprungstumor verlassen, in Blut- oder Lymphgefäße gelangen, an einem anderen Ort austreten und sich dort vermehren. Viele verbreitete Zellen schaffen keinen neuen Tumor; die Möglichkeit zur Ausbreitung gehört dennoch zum bösartigen Verhalten.

DNA-Schäden und veränderte Genregulation entstehen durch zufällige Fehler bei Teilung und Stoffwechsel oder durch äußere Einflüsse. Belegte Risikogruppen sind Tabakrauch, häufige ungeschützte UV-Strahlung, bestimmte Krankheitserreger, einige Umweltstoffe und Strahlungsarten sowie chronische Entzündungen. Auch erbliche Veranlagungen spielen eine Rolle. Eine geerbte Variante kann etwa eine Reparaturfunktion schwächen; vererbt wird gewöhnlich ein erhöhtes Risiko, nicht die Erkrankung selbst. Ob Krebs entsteht, hängt von weiteren Veränderungen und Einflüssen ab. Mit dem Alter steigt das Risiko insgesamt, weil Zellen mehr Zeit für Teilungen und nicht reparierte Veränderungen hatten.

Tumorzellen können sich während vieler Teilungen weiter verändern, besonders bei schwacher DNA-Reparatur. Daher besteht ein Tumor häufig aus Zellgruppen mit unterschiedlichen Eigenschaften: Tumorheterogenität. Auch Metastasen können sich vom Ursprungstumor unterscheiden. Langsam teilende oder ruhende Gruppen können gegenüber Behandlungen weniger empfindlich sein, die vor allem schnell teilende Zellen treffen. Zusammen mit der Heterogenität kann dies Rückfälle oder Therapieresistenz mit erklären. Das Tumorstammzellmodell beschreibt für manche Tumoren Zellen mit Selbsterneuerung; es ist nicht für jede Tumorart gleichermaßen belegt.