Das p53-Gen und seine Rolle bei Krebs

Inhalt

• Funktion des p53-Gens
• p53-Genmutationen
• Krebs und p53-Genmutationen

Das p53-Gen (TP53) ist ein Gen, das bei vielen Krebsarten mutiert ist und die häufigste Genmutation in Krebszellen ist. Das Gen ist eine Art Tumorsuppressorgen, das für ein Protein kodiert, das die Entwicklung und das Wachstum von Tumoren hemmt. Als Gen, das als "Hüter des Genoms" bezeichnet wurde, kann es bei Inaktivierung auch eine Rolle bei der Persistenz, dem Wachstum und der Ausbreitung eines sich entwickelnden Krebses spielen. Erfahren Sie mehr über die Funktionen von TP53, wie es die Entstehung von Krebs verhindert, wie es beschädigt werden kann und Therapien, die helfen können, seine Wirkung zu reaktivieren.

Das p53-Gen (p53) oder seine Proteine ​​werden auch als Tumorprotein p53, zelluläres Tumorantigen p53, Phosphoprotein p53, Antigen NY-CO-13 oder transformationsbezogenes Protein 53 bezeichnet.

Funktion des p53-Gens

Es gibt zwei Arten von Genen, die für die Entwicklung und das Wachstum von Krebs wichtig sind: Onkogene und Tumorsuppressorgene. Meistens eine Anhäufung von Mutationen in beide Onkogene und Tumorsuppressorgene sind für die Entstehung von Krebs verantwortlich.

Onkogene vs. Tumorsuppressorgene

Onkogene entstehen, wenn normale im Körper vorhandene Gene (Protoonkogene) mutiert werden, wodurch sie aktiviert werden (kontinuierlich eingeschaltet werden). Diese Gene kodieren für Proteine, die die Zellteilung steuern, und die Aktivierung könnte als analog dazu angesehen werden, dass der Beschleuniger in einem Auto in der unteren Position steckt.

Im Gegensatz dazu kodieren Tumorsuppressorgene für Proteine, die beschädigte DNA reparieren (so dass eine Zelle nicht zu einer Krebszelle werden kann) oder zum Tod (programmierter Zelltod oder Apoptose) von Zellen führen, die nicht repariert werden können ( Sie können also keine Krebszelle werden. Sie können auch andere Funktionen haben, die für das Krebswachstum wichtig sind, wie beispielsweise eine Rolle bei der Regulierung der Zellteilung oder der Angiogenese (das Wachstum neuer Blutgefäße zur Ernährung eines Tumors). Unter Verwendung der obigen Analogie können Tumorsuppressorgene als Bremsen eines Autos angesehen werden.

Eine Art von Tumorsuppressorgen, mit der mehr Menschen vertraut sind, sind die BRCA-Gene. Es ist bekannt, dass BRCA-Genmutationen mit der Entwicklung von Brustkrebs und anderen Tumoren assoziiert sind.

Wie das p53-Gen gegen Krebs wirkt

P53 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 P53-Proteine ​​den Zellen, einen programmierten Zelltod (Apoptose) zu erleiden.

Funktionsgewinn

Das p53-Gen ist in etwa 50% der Krebszellen mutiert, aber zusätzlich zu seiner Rolle bei der Tumorsuppression 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 "Funktionsgewinn" bezeichnet. Einige dieser Funktionsgewinne können Folgendes umfassen:

• Resistenz gegen Krebsmedikamente induzieren
• Regulierung des Stoffwechsels (um Krebszellen einen Vorteil gegenüber normalen Zellen zu verschaffen)
• Förderung der Ausbreitung des Tumors (Metastasen)
• Steigerung des Tumorwachstums
• Hemmung der Apoptose von Krebszellen
• Induzierung genomischer Instabilität
• Erleichterung der Angiogenese

Eine Analogie, die das P53-Gen beschreibt

Eine sehr vereinfachte Art, das p53-Gen zu betrachten, besteht darin, sich als p53-Gen und einen Klempner als eines der Proteine ​​vorzustellen, die Sie kontrollieren können. 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 den Anruf nicht tätigen könnten (analog zu einem fehlerhaften p53-Gen), würde der Klempner nicht angerufen und das Leck würde fortgesetzt (analog zur Teilung von Krebszellen). Außerdem könnten Sie das Wasser nicht abstellen, was schließlich Ihr Haus überfluten würde.

Sobald Ihr Haus überflutet ist, kann der Wasserhahn ein Eigenleben annehmen und Sie daran hindern, ihn auszuschalten, andere Klempner daran zu hindern, sich zu nähern, den Wasserfluss zu beschleunigen und neue undichte Leitungen um Ihr Haus herum hinzuzufügen sind nicht einmal mit dem anfänglichen undichten Wasserhahn verbunden.

p53-Genmutationen

Eine Mutation im p53-Gen (auf Chromosom 17) ist die häufigste Mutation in Krebszellen und tritt bei über 50% der Krebserkrankungen auf. Über Genmutationen und Krebs zu sprechen, insbesondere mit Tumorsuppressorgenen, ist verwirrend, da es zwei Haupttypen gibt: Keimbahn und somatische.

Keimbahn vs. somatische Mutationen

Keimbahnmutationen (vererbbare Mutationen) sind die Art von Mutationen, mit denen sich Menschen befassen können, 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. Es sind jetzt Gentests verfügbar, mit denen nach mehreren Keimbahnmutationen gesucht werden kann, die das Krebsrisiko erhöhen, z. B. nach mutierten BRCA-Genen. Keimbahnmutationen im TP53-Gen sind selten und mit einem spezifischen Krebssyndrom verbunden, das als Li-Fraumeni-Syndrom bekannt ist.

Menschen mit Li-Fraumeni-Syndrom entwickeln häufig als Kinder oder junge Erwachsene 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, wenn eine Zelle zu einer Krebszelle wird. Sie sind nur in dem mit dem Krebs assoziierten Zelltyp (wie Lungenkrebszellen) vorhanden und nicht in anderen Zellen im Körper. Somatische oder erworbene Mutationen sind bei weitem die häufigsten Arten von Mutationen, die mit Krebs assoziiert sind.

Hereditäre (Keimbahn) vs. erworbene (somatische) Genmutationen

Wie das p53-Gen beschädigt werden kann (inaktiviert)

Das p53-Gen kann durch krebserregende Substanzen in der Umwelt (Karzinogene) wie Tabakrauch, ultraviolettes Licht und die chemische Aristolochinsäure (bei Blasenkrebs) geschädigt (mutiert) werden. Oft ist jedoch das Toxin, das zur Mutation führt, unbekannt.

Was passiert, wenn das p53-Gen inaktiviert wird?

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

Krebs und p53-Genmutationen

TP53-Genmutationen sind bei etwa 50% der Krebserkrankungen insgesamt vorhanden, treten jedoch bei einigen Typen häufiger auf als bei anderen. Mutationen im p53-Gen waren eine der großen Herausforderungen bei der Krebsbehandlung, da diese Gene die Stabilität des Genoms aufrechterhalten. Mit einem funktionierenden p53-Gen können weitere Mutationen auftreten, die sowohl das Wachstum eines Krebses fördern als auch Resistenzen gegen Behandlungen verleihen.

Krebserkrankungen im Zusammenhang mit p53-Genmutationen

Es gibt eine Vielzahl von Krebsarten, die mit Mutationen im p53-Gen assoziiert sind. Einige davon sind:

• Blasenkrebs
• Brustkrebs: Das TP53-Gen ist bei etwa 20 bis 40 Prozent der Brustkrebserkrankungen mutiert.
• Hirntumor (verschiedene Arten)
• Cholangiokarzinom
• Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom
• 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 p53-Gens

Aufgrund der großen Bedeutung, die TP53-Mutationen bei Krebs spielen, haben Forscher nach Möglichkeiten gesucht, das Gen zu reaktivieren. Obwohl die Wissenschaft sehr komplex ist, schreitet sie voran und kleine Moleküle, die als MDMX-Inhibitoren bekannt sind, werden derzeit in klinischen Studien für Menschen mit blutbedingten Krebserkrankungen untersucht.

Dies ist ein Bereich, in dem Ernährungsansätze auch in Zukunft genutzt werden können. Im Gegensatz zu der Strategie hinter den genannten kleinen Molekülen (die die Bindung von MDM2 an p53 hemmen) können Phytonährstoffe in einigen pflanzlichen Lebensmitteln die MDM2-Expression direkt reduzieren. Es wurde festgestellt, dass eine Reihe von Naturstoffen die Expression entweder im Labor verändert, wobei angenommen wird, dass das jeweilige Naturprodukt bei verschiedenen Krebsarten wirkt. Beispiele hierfür sind das Flavonoid Genistein bei Prostata- und Brustkrebs, Melatonin bei Brustkrebs und Curcumin (ein Bestandteil der Gewürzkurkuma) bei Prostata-, Lungen- und Brustkrebs.

Ein Wort von Verywell

Das p53-Gen ist ein Gen, das bei Mutation bei vielen Krebsarten eine große Rolle spielt. Versuche, das Gen zu reaktivieren, waren schwierig, aber die Wissenschaft hat den Punkt erreicht, an dem frühe klinische Studien Medikamente untersuchen, die seine Funktion beeinträchtigen können. Darüber hinaus können diejenigen, die eine gesunde Ernährung für Menschen mit Krebs gefördert haben, aus jüngsten Studien zu Naturstoffen und zur p53-Genfunktion ermutigt werden. Das heißt, die Beweise sind bei weitem nicht an dem Punkt, an dem Forscher Ernährungsempfehlungen aussprechen würden.

Es ist auch wichtig, bei diesen Naturprodukten Vorsicht walten zu lassen. Es ist noch nicht lange her, dass die Forscher, nachdem sie festgestellt hatten, dass Menschen, die eine Ernährung mit Beta-Carotin-haltigen Lebensmitteln zu sich nahmen, ein geringeres Risiko für Lungenkrebs hatten, die möglichen Auswirkungen von Beta-Carotin-Ergänzungsmitteln auf das Risiko untersuchen wollten. Im Gegensatz zu dem verringerten Risiko, das bei Beta-Carotin in der Nahrung beobachtet wurde, war Beta-Carotin in Form von Nahrungsergänzungsmitteln mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung der Krankheit verbunden.