Für seine Verdienste bei der Erforschung der Krebsentstehung und Bildung von Tochtergeschwülsten (Metastasen) hat der Zellbiologe Dr. Jürgen Behrens vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch den Preis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften der Monika Kutzner-Stiftung zur Förderung der Krebsforschung erhalten. Dr. Behrens wurde die mit 20 000 Mark dotierte Auszeichnung auf der Festveranstaltung der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften in Berlin am Freitag, den 25. Juni 1999, überreicht.

Dr. Behrens konnte zeigen, daß bestimmte Moleküle, die als Zellkitt zwischen den Zellen fungieren und sie auf diese Weise fest in ihrem Zellverband halten, auf der Oberfläche einer Gruppe von Krebszellen verloren gegangen sind. Die Folge davon ist, daß Krebszellen, denen solche Adhäsionsmoleküle (lat. adhere - verbinden) fehlen, sich aus einer Geschwulst lösen und an einer anderen Körperstelle Tochtergeschwülste (Metastasen) bilden können.

Vor allem Karzinome neigen zur Metastasierung

Grundlage dieser Erkenntnis ist die Entschlüsselung der Funktion eines solchen Adhäsionsmoleküls (E-Cadherin) auf sogenannten Epithelzellen durch Dr. Behrens. Epithelzellen bilden z. B. die Oberfläche der Haut und kleiden das Innere von Organen und Körperöffnungen aus. Etwa 90 Prozent der Tumore, sogenannte Karzinome, gehen aus Epithelzellen hervor. In vielen Karzinomen, so stellte Dr. Behrens fest, ist die Funktion von E-Cadherin oder seine Bildung gestört. Dazu zählen etwa Haut-, Brust-, Darm-, Prostata- und Blasenkrebs. Damit hatte er auch gezeigt, weshalb gerade diese Karzinome zur Bildung von Metastasen neigen.

In einem weiteren Schritt gelang es dem Wissenschaftler aus der MDC-Forschungsgruppe von Prof. Walter Birchmeier eine molekulare Ursache dafür zu finden, weshalb E-Cadherin nicht mehr bindet. Das Zelloberflächenmolekül E-Cadherin ist über ein Bindungsmolekül im Innern der Zelle, dem beta-Catenin (lat. catena - die Kette), mit dem Zellskelett verbunden. Wird beta-Catenin durch bestimmte Enzyme (Tyrosinkinasen) verändert, können die E-Cadherin-Moleküle Zellen nicht mehr aneinanderkoppeln. Die Zell-Zell-Verbindung wird gelöst, die Tumorzellen werden beweglich und beginnen zu vagabundieren.

Auslöser für die Entstehung von Karzinomen entdeckt

Zelladhäsionsmoleküle sorgen jedoch nicht nur für den Zusammenhalt von Zellen im Zellverband, sie ermöglichen auch den Informationsaustausch untereinander. Die korrekte Weiterleitung von Signalen ist die Voraussetzung dafür, daß sich Zellen und Gewebe richtig entwickeln und ein gesunder Organismus entsteht. In neueren Arbeiten konnte Dr. Behrens entscheidend zur Aufklärung eines zellulären Signalweges beitragen, der während der Embryonalentwicklung von Wirbeltieren eine Rolle spielt und der bei der Entstehung von Krebs gestört ist. Auch hier kommt dem Molekül beta-Catenin eine Schlüsselrolle zu, wie der Wissenschaftler zeigte. Beta-Catenin trägt die Verantwortung dafür, daß Informationen von der Zelloberfläche direkt in die Schaltzentrale der Zelle, den Zellkern, gelangen.

Dr. Behrens entdeckte, daß beta-Catenin, wenn es durch eine Fehlsteuerung im Überfluß vorhanden ist, durch Wechselwirkung mit einem Molekül im Zellkern, LEF-1, direkt an die Erbinformation DNA bindet und dadurch andere Gene anschaltet. Damit hatten Behrens und seine Mitarbeiter einen Auslöser für die Entwicklung von Karzinomen aufgespürt, wie Prof. Bert Vogelstein von der Johns Hopkins Universität in Baltimore (USA) später zeigen konnte. Vogelstein konnte nachweisen, daß eines der von beta-Catenin und seinem Helfermolekül LEF-1 angeschalteten Gene das Krebsgen c-myc ist. Dieses Gen ist entscheidend an der Entstehung von Darmkrebs beteiligt.

Weiter entdeckten Dr. Behrens und seine Mitarbeiter ein Molekül, das die Anhäufung von beta-Catenin in der Zelle verhindert. Sie nannten dieses Kontrollmolekül Conductin (engl. für dirigieren, steuern). Conductin stellt den Kontakt zwischen beta-Catenin und jenen Molekülen her, die für seinen Abbau verantwortlich sind. Eines dieser Moleküle ist das Produkt eines Tumorsuppressorgens, das APC-Protein. Tumorsuppressorgene wachen darüber, daß Zellen nicht unkontrolliert wachsen. Sie sorgen auch dafür, daß veränderte und nicht mehr funktionstüchtige Zellen sich selbst umbringen und damit den Organismus vor Schaden bewahren. Ist APC oder beta-Catenin verändert (mutiert) oder fällt Conductin als Kontrollmolekül aus, wird überschüssiges beta-Catenin nicht mehr abgebaut und löst die verhängnisvolle Kaskade im Zellkern aus. Tatsächlich ist bei zirka 80 Prozent der Dickdarmkarzinome beim Menschen APC und bei 7 Prozent beta-Catenin mutiert.

Noch ist unklar, inwieweit sich diese Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung für die Verbesserung von Diagnose und Therapie bestimmter Krebserkrankungen umsetzen lassen. Ein erster Schritt ist jedoch getan: Der Chirurg Prof. Peter M. Schlag von der Robert-Rössle-Krebsklinik (Universitätsklinikum Charité, Campus Berlin-Buch) untersucht gemeinsam mit der Forschungsgruppe von Prof. Birchmeier, ob sich E-Cadherin als Frühwarnsystem (Marker) eignet, um die Gefährlichkeit eines Karzinoms (z. B. Darmkrebs) einzuschätzen und danach entsprechende Behandlungsschritte einzuleiten.

Erst kürzlich hatten Prof. Birchmeier und Prof. Schlag für die Erforschung der Krebsentstehung und Metastasenbildung sowie für die Entwicklung neuer Behandlungskonzepte bei Mastdarmkrebs und bösartigen Weichsgewebstumoren den mit insgesamt 30 000 Mark dotierten Deutschen Krebspreis für experimentelle und klinische Krebsforschung erhalten.

Jürgen Behrens wurde 1958 in Speyer geboren. Er studierte Biochemie an der Universität Tübingen und promovierte 1988 am Tübinger Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft in der Forschungsgruppe von Prof. Walter Birchmeier. Anschließend war er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter von Birchmeier am Institut für Zellbiologie (Tumorforschung) der Universität Essen tätig. Seit 1993 ist Behrens Wissenschaftlicher Mitarbeiter am MDC.

Die Monika Kutzner-Stiftung wurde 1979 von Christa Kutzner ins Leben gerufen. Die Stiftung ist benannt nach ihrer Tochter, die 1974 im Alter von 33 Jahren an Krebs starb. Die Stiftung, deren Zweck die Förderung der Forschung auf dem Gebiet der Krebskrankheiten ist, trat 1994, nach dem Tod der Stifterin, in Kraft. Der Preis wird seit 1998 jährlich von der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften verliehen.

Barbara Bachtler
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