Wissenschaft
Fruchtbarkeits-Gen kann zu Hodenkrebs führen
AP2-Gamma ist den Wissenschaftler der Universität Bonn schon vor einigen Jahren aufgefallen. Das Eiweiß wird in Zellen von Hodentumoren produziert. Das ist außergewöhnlich, denn eigentlich gibt es AP2-Gamma im erwachsenen Körper nicht mehr. Aber im Embryo. Dort hat es eine zentrale Aufgabe, wie die Bonner Forscher jetzt herausfanden und in der Zeitschrift Biology of Reproduction (Online-Vorabveröffentlichung, 23. September 2009) beschreiben. AP2-Gamma schützt die Urkeimzellen vor der Ausdifferenzierung in Gewebezellen und sorgt damit für die Erhaltung der Fruchtbarkeit. Mäuse-Embryonen, bei denen das Gen für AP2-Gamma stillgelegt ist, werden steril.
Bei Menschen und Mäusen bilden sich Urkeimzellen schon im frühen Embryo an der Wand des Dottersacks. Im Laufe der embryonalen Entwicklung wandern sie in die Genitalanlagen. Dort verwandeln sie sich in Keimzellen, die beim Mann im Hoden gespeichert werden. Diese Keimzellen beginnen in der Pubertät mit der Produktion der Spermien. Wissenschaftler um Hubert Schorle vom Institut für Pathologie der Universität Bonn haben untersucht, welche Rolle das AP2-Gamma bei dieser Entwicklung spielt. Dazu setzten sie in Mäusen das AP2-Gamma-Gen außer Gefecht und legten damit die Produktion des entsprechenden Eiweißes lahm.
Ohne AP2-Gamma verschwinden die Urkeimzellen
„Ungeborene Tiere entwickelten sich anfangs normal“, berichtet Schorle. Dann aber geschah Überraschendes: „Plötzlich verloren sie sämtliche Urkeimzellen.“ Im Zuge ihrer Experimente begriffen die Wissenschaftler schließlich auch warum: In den Versuchsmäusen verwandelten sich die Urkeimzellen in normales Körpergewebe. Offenbar verhindert AP2-Gamma diese Ausdifferenzierung und konserviert die Urkeimzellen für ihre späteren Aufgaben. Ohne AP2-Gamma verschwinden die Urkeimzellen dagegen. Die Folge ist Unfruchtbarkeit.
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Wie bei Mäusen kommt AP2-Gamma auch in den Urkeimzellen menschlicher Feten vor. Gegen Ende der Schwangerschaft wird bei ihnen das „Fruchtbarkeits-Gen“ jedoch abgeschaltet. Dann haben sich nämlich nahezu alle Urkeimzellen zu Keimzellen umgewandelt. Diese brauchen den Schutz des AP2-Gamma nicht mehr. In Erwachsenen findet sich daher normalerweise kein AP2-Gamma.
Die meisten Hodentumoren entstehen aus Keimzellen
Eine Ausnahme ist Hodenkrebs: Bestimmte Hodentumoren verraten sich dadurch, dass sie schon in frühen Stadien große Mengen dieses Eiweißes produzieren. „Dasselbe Eiweiß, das für die Entwicklung der Keimzellen im ungeborenen Kind extrem wichtig ist, kann also im Erwachsenenalter mit Tumoren in Verbindung gebracht werden“, sagt Schorle. In den Krebszellen blockiert das AP2-Gamma wahrscheinlich die normale Entwicklung der Spermien.
Die Erkenntnisse der Bonner Forscher bestätigen außerdem, was einige Mediziner schon länger vermuten: Die meisten Hodentumoren entstehen offenbar aus einigen der übrig gebliebenen Vorläuferzellen, in denen AP2-Gamma produziert wird. Am Bonner Universitätsklinikum nutzen die Ärzte das Eiweiß deshalb als Biomarker, um verschiedene Typen von Hodenkrebs voneinander zu unterscheiden. Dieses Wissen ist nützlich, um frühzeitig spezifische Therapiewege einschlagen zu können. Denn nicht jedes Medikament wirkt bei jedem Tumortypus gleich gut.
Die in den Hoden vorkommenden Urkeimzellen sind nicht nur für Entgleisungen verantwortlich. Wie Forscher um Thomas Skutella von der Univeristät Tübingen entdeckten, stellen sie auch eine potenzielle Quelle für Stammzellen dar. Im Herbst 2008 konnten sie berichten, dass aus den Vorstufen von Samenzellen des menschlichen Hodengewebes von Erwachsenen nicht nur Stammzellen generiert werden können, sondern dass diese sich auch stabilisieren und dazu anregen ließen, sich zu unterschiedlichen Gewebearten zu entwickeln (mehr...). Vielleicht haben Skutella und seine Kollegen damit einen ethisch unbedenklichen Ersatz für embryonale Stammzellen gefunden.
