Es gibt viele Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen. Einige der Unterschiede sind gut bekannt, während andere erst kürzlich entdeckt wurden und weniger gut verstanden sind. Vielleicht interessiert es Sie, wie sich Krebszellen unterscheiden, wenn Sie mit Ihrer eigenen Krebserkrankung oder der eines geliebten Menschen zurechtkommen.
Für Forscher bildet das Verständnis, wie Krebszellen anders funktionieren als normale Zellen, die Grundlage für die Entwicklung von Behandlungen, die darauf abzielen, den Körper von Krebszellen zu befreien, ohne normale Zellen zu schädigen.
Im ersten Teil dieser Liste werden die grundlegenden Unterschiede zwischen Krebszellen und gesunden Zellen erörtert. Für diejenigen, die sich für einige der schwieriger zu verstehenden Unterschiede interessieren, ist der zweite Teil dieser Liste eher technischer Natur.
Regulation des Zellwachstums
Eine kurze Erklärung der Proteine im Körper, die das Zellwachstum regulieren, ist auch hilfreich für das Verständnis von Krebszellen. Unsere DNA trägt Gene, die wiederum der Bauplan für die im Körper produzierten Proteine sind.
Einige dieser Proteine sind Wachstumsfaktoren, Chemikalien, die den Zellen sagen, dass sie sich teilen und wachsen sollen. Andere Proteine haben die Aufgabe, das Wachstum zu unterdrücken.
Mutationen in bestimmten Genen (z. B. solche, die durch Tabakrauch, Strahlung, ultraviolette Strahlung und andere Karzinogene verursacht werden) können zu einer anormalen Produktion von Proteinen führen. Es können zu viele oder zu wenige Proteine produziert werden, oder es kann sein, dass die Proteine abnormal sind und anders funktionieren.
Krebs ist eine komplexe Krankheit, und in der Regel ist es eher eine Kombination dieser Anomalien, die zu einer Krebszelle führt, als eine einzelne Mutation oder Proteinanomalie.
Krebszellen vs. normale Zellen
Nachfolgend sind einige der wichtigsten Unterschiede zwischen normalen Zellen und Krebszellen aufgeführt, die wiederum dafür verantwortlich sind, wie bösartige Tumore wachsen und anders auf ihre Umgebung reagieren als gutartige Tumore.
Wachstum
Normale Zellen hören auf zu wachsen (sich zu vermehren), wenn genügend Zellen vorhanden sind. Wenn z.B. Zellen produziert werden, um einen Schnitt in der Haut zu reparieren, werden keine neuen Zellen mehr produziert, wenn genügend Zellen vorhanden sind, um das Loch zu füllen (wenn die Reparaturarbeiten abgeschlossen sind).
Im Gegensatz dazu hören Krebszellen nicht auf zu wachsen, wenn genügend Zellen vorhanden sind. Dieses anhaltende Wachstum führt oft zur Bildung eines Tumors (einer Ansammlung von Krebszellen).
Jedes Gen im Körper trägt einen Bauplan, der für ein anderes Protein kodiert. Einige dieser Proteine sind Wachstumsfaktoren – Chemikalien, die den Zellen sagen, dass sie wachsen und sich teilen sollen. Wenn das Gen, das für eines dieser Proteine kodiert, durch eine Mutation (ein Onkogen) in der „on“-Position stecken bleibt, werden die Wachstumsfaktorproteine weiter produziert. Als Reaktion darauf wachsen die Zellen weiter.
Kommunikation
Krebszellen interagieren nicht wie normale Zellen mit anderen Zellen. Normale Zellen reagieren auf Signale, die von anderen Zellen in der Nähe gesendet werden und im Wesentlichen besagen: „Sie haben Ihre Grenze erreicht“. Wenn normale Zellen diese Signale „hören“, hören sie auf zu wachsen. Krebszellen reagieren nicht auf diese Signale.
Zellreparatur und Zelltod
Normale Zellen werden entweder repariert oder sterben ab (Apoptose), wenn sie beschädigt sind oder alt werden. Krebszellen werden entweder nicht repariert oder gehen nicht in den Zelltod (Apoptose).
Beispielsweise hat ein Protein namens p53 die Aufgabe, zu prüfen, ob eine Zelle zu sehr geschädigt ist, um repariert zu werden, und wenn dies der Fall ist, der Zelle zu raten, sich selbst zu töten. Wenn dieses Protein p53 abnormal oder inaktiv ist (zum Beispiel durch eine Mutation im p53-Gen), dann können sich alte oder beschädigte Zellen reproduzieren.
Das p53-Gen ist eine Art Tumorsuppressor-Gen, das für Proteine kodiert, die das Wachstum von Zellen unterdrücken.
Klebrigkeit
Normale Zellen scheiden Substanzen aus, die sie in einer Gruppe zusammenhalten. Krebszellen schaffen es nicht, diese Substanzen herzustellen, und können zu Orten in der Nähe „wegschwimmen“ oder über den Blutkreislauf oder das Lymphsystem zu entfernten Regionen im Körper gelangen.
Fähigkeit zur Metastasierung (Ausbreitung)
Normale Zellen bleiben in dem Bereich des Körpers, in den sie gehören. Beispielsweise verbleiben Lungenzellen in der Lunge. Einigen Krebszellen fehlen möglicherweise die Adhäsionsmoleküle, die Klebrigkeit verursachen, und sie sind in der Lage, sich abzulösen und über den Blutkreislauf und das Lymphsystem in andere Regionen des Körpers zu wandern – sie haben die Fähigkeit zur Metastasierung
.
Sobald sie in einer neuen Region (z.B. Lymphknoten, Lunge, Leber oder Knochen) ankommen, beginnen sie zu wachsen und bilden oft Tumore, die weit vom ursprünglichen Tumor entfernt sind.
Wie Krebs Metastasen bildet
Erscheinungsbild
Unter einem Mikroskop können normale Zellen und Krebszellen ganz anders aussehen. Im Gegensatz zu normalen Zellen weisen Krebszellen oft eine viel größere Variabilität in der Zellgröße auf – einige sind größer als normal und einige sind kleiner als normal.
Darüber hinaus haben Krebszellen oft eine abnorme Form, sowohl der Zelle als auch des Zellkerns (des „Gehirns“ der Zelle). Der Zellkern erscheint sowohl größer als auch dunkler als normale Zellen.
Der Grund für die Dunkelheit liegt darin, dass der Kern von Krebszellen überschüssige DNA enthält. Aus der Nähe betrachtet, haben Krebszellen oft eine abnorme Anzahl von Chromosomen, die in einer unorganisierten Weise angeordnet sind.
Die Wachstumsrate
Normale Zellen reproduzieren sich selbst und hören dann auf, wenn genügend Zellen vorhanden sind. Krebszellen vermehren sich schnell, bevor die Zellen eine Chance zur Reifung hatten.
Reifung
Normale Zellen reifen heran. Krebszellen bleiben unreif, weil sie schnell wachsen und sich teilen, bevor die Zellen voll ausgereift sind. Ärzte verwenden den Begriff undifferenziert
zur Beschreibung unreifer Zellen (im Gegensatz zu differenziert zur Beschreibung reiferer Zellen).
Eine andere Möglichkeit, dies zu erklären, besteht darin, Krebszellen als Zellen zu betrachten, die nicht „heranwachsen“ und sich zu erwachsenen Zellen spezialisieren. Der Reifegrad der Zellen entspricht dem Grad der Krebserkrankung
. Krebserkrankungen werden auf einer Skala von 1 bis 3 eingestuft, wobei 3 der aggressivste Grad ist.
Dem Immunsystem ausweichen
Wenn normale Zellen geschädigt werden, identifiziert und entfernt das Immunsystem (über Zellen, die Lymphozyten genannt werden) diese.
Krebszellen sind in der Lage, sich dem Immunsystem lange genug zu entziehen (auszutricksen), um zu einem Tumor heranzuwachsen, indem sie sich entweder der Entdeckung entziehen oder Chemikalien absondern, die Immunzellen, die an den Ort des Geschehens kommen, inaktivieren. Einige der neueren Immuntherapeutika sprechen diesen Aspekt der Krebszellen an.
Funktionsfähig
Normale Zellen erfüllen die Funktion, für die sie bestimmt sind, während Krebszellen möglicherweise nicht funktionsfähig sind.
Zum Beispiel helfen normale weiße Blutkörperchen bei der Abwehr von Infektionen. Bei Leukämie kann die Zahl der weissen Blutkörperchen sehr hoch sein, aber da die krebsartigen weissen Blutkörperchen nicht so funktionieren, wie sie sollten, können Menschen selbst mit einer erhöhten Anzahl weisser Blutkörperchen einem höheren Infektionsrisiko ausgesetzt sein.
Dasselbe kann auch für produzierte Substanzen gelten. Zum Beispiel produzieren normale Schilddrüsenzellen das Schilddrüsenhormon. Krebszellen der Schilddrüse (Schilddrüsenkrebs) produzieren möglicherweise kein Schilddrüsenhormon. In diesem Fall kann dem Körper trotz einer erhöhten Menge an Schilddrüsengewebe genügend Schilddrüsenhormon fehlen (Hypothyreose).
Blutversorgung
Angiogenese ist der Prozess, durch den Zellen Blutgefäße zum Wachstum und zur Ernährung des Gewebes anziehen. Normale Zellen durchlaufen einen Prozess, der Angiogenese genannt wird, nur als Teil des normalen Wachstums und der normalen Entwicklung und wenn neues Gewebe zur Reparatur von beschädigtem Gewebe benötigt wird.
Krebszellen durchlaufen die Angiogenese auch dann, wenn kein Wachstum erforderlich ist. Eine Art der Krebsbehandlung umfasst den Einsatz von Angiogenese-Hemmern – Medikamente, die die Angiogenese im Körper blockieren, um das Wachstum von Tumoren zu verhindern.
Weitere Unterschiede
Diese Liste enthält weitere Unterschiede zwischen gesunden Zellen und Krebszellen. Für diejenigen, die diese technischen Punkte überspringen möchten, gehen Sie bitte zur nächsten Unterrubrik, die die Unterschiede zusammenfasst.
Wachstumsunterdrückern ausweichen
Normale Zellen werden durch Wachstums(tumor-)suppressoren kontrolliert. Es gibt drei Haupttypen von Tumorsuppressorgenen, die für Proteine kodieren, die das Wachstum unterdrücken.
Der eine Typ weist Zellen an, sich zu verlangsamen und die Teilung zu stoppen. Ein Typ ist für die Fixierung von Veränderungen in geschädigten Zellen verantwortlich. Der dritte Typ ist für die oben erwähnte Apoptose verantwortlich. Mutationen, die dazu führen, dass eines dieser Tumorsuppressorgene inaktiviert wird, lassen Krebszellen unkontrolliert wachsen.
Invasivität
Normale Zellen hören auf Signale von Nachbarzellen und hören auf zu wachsen, wenn sie in benachbarte Gewebe eindringen (so genannte Kontakthemmung). Krebszellen ignorieren diese Zellen und dringen in benachbarte Gewebe ein.
Gutartige (nicht-krebsartige) Tumore haben eine faserige Kapsel. Sie können sich gegen benachbarte Gewebe drücken, aber sie dringen nicht in andere Gewebe ein bzw. vermischen sich nicht mit ihnen.
Im Gegensatz dazu respektieren Krebszellen keine Grenzen und dringen in Gewebe ein. Dies führt zu fingerartigen Vorsprüngen, wie sie häufig auf radiologischen Scans von Krebstumoren zu sehen sind. Das Wort Krebs stammt von dem lateinischen Wort für Krebs, das die krebsartige Invasion von Krebsen in benachbarte Gewebe beschreibt.
Energiequelle
Normale Zellen erhalten den größten Teil ihrer Energie (in Form eines Moleküls namens ATP) durch einen Prozess, der als Krebszyklus bezeichnet wird, und nur einen kleinen Teil ihrer Energie durch einen anderen Prozess, der Glykolyse genannt wird.
Viele Arten von Krebszellen produzieren ihre Energie durch Glykolyse trotz des Vorhandenseins von Sauerstoff
(Warburg-Phänomen). Daher ist die Argumentation hinter der hyperbaren Sauerstofftherapie fehlerhaft. Manchmal kann hyperbarer Sauerstoff das Krebswachstum induzieren.
Mortalität/Unsterblichkeit
Normale Zellen sind sterblich, d.h. sie haben eine Lebensspanne. Zellen sind nicht darauf ausgelegt, ewig zu leben, und genau wie die Menschen, in denen sie vorhanden sind, werden Zellen alt. Forscher beginnen, etwas zu untersuchen, das Telomere genannt wird, Strukturen, die die DNA am Ende der Chromosomen für ihre Rolle bei Krebs zusammenhalten.
Eine der Grenzen des Wachstums in normalen Zellen ist die Länge der Telomere. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, werden die Telomere kürzer. Wenn die Telomere zu kurz werden, kann sich eine Zelle nicht mehr teilen und die Zelle stirbt ab.
Krebszellen haben einen Weg gefunden, Telomere zu erneuern, so dass sie sich weiter teilen können. Ein Enzym namens Telomerase arbeitet daran, die Telomere zu verlängern, so dass sich die Zelle auf unbestimmte Zeit teilen kann – im Wesentlichen unsterblich wird.
Fähigkeit zum „Verstecken
Viele Menschen fragen sich, warum Krebs Jahre und manchmal Jahrzehnte, nachdem er verschwunden zu sein scheint, wieder auftreten kann (insbesondere bei Tumoren wie Östrogenrezeptor-positivem Brustkrebs). Es gibt verschiedene Theorien darüber, warum Krebserkrankungen wieder auftreten können.
Im Allgemeinen geht man davon aus, dass es eine Hierarchie von Krebszellen gibt, wobei einige Zellen (Krebsstammzellen) die Fähigkeit haben, einer Behandlung zu widerstehen und ruhend zu liegen. Dies ist ein aktives Forschungsgebiet und äußerst wichtig.
Genomische Instabilität
Normale Zellen haben eine normale DNA und eine normale Anzahl von Chromosomen. Krebszellen haben oft eine abnorme Anzahl von Chromosomen, und die DNA wird zunehmend abnormal, da sie eine Vielzahl von Mutationen entwickelt.
Einige davon sind Treibermutationen, d.h. sie treiben die Umwandlung der Zelle in eine Krebszelle an. Viele dieser Mutationen sind Passagiermutationen, d.h. sie haben keine direkte Funktion für die Krebszelle.
Bei einigen Krebsarten ermöglicht die Bestimmung, welche Antriebsmutationen vorhanden sind (molekulares Profiling oder Gentests), Ärzten den Einsatz gezielter Medikamente, die spezifisch auf das Wachstum des Krebses abzielen.
Die Entwicklung zielgerichteter Therapien wie EGFR-Inhibitoren für Krebsarten mit EGFR-Mutationen ist einer der am schnellsten wachsenden und fortschreitenden Bereiche der Krebsbehandlung.
Wie eine Zelle zu Krebs wird
Wie bereits erwähnt, gibt es viele Unterschiede zwischen normalen Zellen und Krebszellen. Bemerkenswert ist auch die Anzahl der „Kontrollpunkte“, die umgangen werden müssen, damit eine Zelle krebsartig wird:
- Die Zelle muss über Wachstumsfaktoren verfügen, die sie zum Wachstum veranlassen, auch wenn kein Wachstum erforderlich ist.
- Die Zellen müssen Proteinen ausweichen, die die Zellen dazu bringen, das Wachstum zu stoppen und zu sterben, wenn sie abnormal werden.
- Die Zelle muss den Signalen anderer Zellen ausweichen,
- Die Zellen müssen die normale „Klebrigkeit“ (Adhäsionsmoleküle) verlieren, die normale Zellen produzieren.
Alles in allem ist es für eine normale Zelle sehr schwierig, krebsartig zu werden, was überraschend erscheinen mag, wenn man bedenkt, dass einer von drei Menschen im Laufe seines Lebens an Krebs erkranken wird.
Die Erklärung ist, dass sich im normalen Körper jeden Tag etwa drei Milliarden Zellen teilen. Durch „Unfälle“ bei der Vermehrung der Zellen, die durch Vererbung oder Karzinogene in der Umwelt während einer dieser Teilungen verursacht werden, kann eine Zelle entstehen, die sich nach weiteren Mutationen zu einer Krebszelle entwickeln kann.
Wie bereits erwähnt, gibt es viele Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen, die entweder gutartige oder bösartige Tumore bilden. Darüber hinaus gibt es Möglichkeiten, wie sich Tumore, die Krebszellen oder normale Zellen enthalten, im Körper verhalten.
Unterschiede zwischen einem bösartigen und einem gutartigen Tumor
Das Konzept der Krebsstammzellen
Nachdem Sie diese vielen Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen diskutiert haben, fragen Sie sich vielleicht, ob es Unterschiede zwischen den Krebszellen selbst gibt. Dass es möglicherweise eine Hierarchie von Krebszellen gibt – einige haben andere Funktionen als andere – ist die Grundlage für Diskussionen über Krebsstammzellen, wie sie oben diskutiert wurden.
Wir verstehen immer noch nicht, wie Krebszellen sich scheinbar jahre- oder jahrzehntelang verstecken und dann wieder auftauchen können. Einige sind der Meinung, dass die „Generäle“ in der Hierarchie der Krebszellen, die als Krebsstammzellen bezeichnet werden, möglicherweise resistenter gegen Behandlungen sind und die Fähigkeit haben, schlafend zu liegen, wenn andere Krebszellen des Soldaten durch Behandlungen wie Chemotherapie eliminiert werden.
Während wir gegenwärtig alle Krebszellen in einem Tumor als identisch behandeln, ist es wahrscheinlich, dass in Zukunft die Behandlungen einige der Unterschiede der Krebszellen in einem individuellen Tumor weiter berücksichtigen werden.
Viele Menschen werden frustriert und fragen sich, warum wir noch keinen Weg gefunden haben, alle Krebsarten auf ihrem Weg zu stoppen. Das Verständnis der vielen Veränderungen, die eine Zelle auf dem Weg zur Krebszelle durchläuft, kann helfen, einen Teil der Komplexität zu erklären. Es gibt nicht einen Schritt, sondern viele, die derzeit auf unterschiedliche Weise angegangen werden.
Hinzu kommt, dass Krebs keine einzelne Krankheit ist, sondern Hunderte von verschiedenen Krankheiten. Und selbst zwei Krebsarten, die in Art und Stadium gleich sind, können sich sehr unterschiedlich verhalten. Gäbe es in einem Raum 200 Menschen mit der gleichen Krebsart und dem gleichen Krebsstadium, hätten sie aus molekularer Sicht 200 verschiedene Krebsarten.
Es ist jedoch hilfreich zu wissen, dass wir, wenn wir mehr darüber erfahren, was eine Krebszelle zu einer Krebszelle macht, mehr darüber erfahren, wie wir die Vermehrung dieser Zelle stoppen und vielleicht sogar den Übergang zu einer Krebszelle überhaupt erst schaffen können.
In diesem Bereich werden bereits Fortschritte erzielt, da gezielte Therapien entwickelt werden, die in ihrem Mechanismus zwischen Krebszellen und normalen Zellen unterscheiden.
Und die Forschung auf dem Gebiet der Immuntherapie ist ebenso spannend, da wir Wege finden, unser eigenes Immunsystem zu „stimulieren“, damit es das tut, was es bereits kann – Krebszellen zu finden und zu eliminieren.
Die Erforschung der Art und Weise, wie sich Krebszellen „tarnen“ und verstecken, hat bei einigen Menschen mit den am weitesten fortgeschrittenen soliden Tumoren zu besseren Behandlungen und selten zu vollständigen Remissionen geführt.
Wie breitet sich der Krebs auf andere Teile des Körpers aus?