Analyse der akzelerierten Strahlentherapie
Damit sich Zellen in höheren Organismen ordnungsgemäß differenzieren und entwickeln, müssen Apoptoseprozesse am richtigen Ort und zum richtigen Zeitpunkt stattfinden. Mit dem Ziel, Tumorzellen zu zerstören, untersuchten Wissenschaftler das Phänomen des programmierten Zelltods (Apoptose). In manchen Fällen entwickeln Tumorzellen allerdings Resistenzen, die durch Defekte in den vielen hier beteiligten molekularen Kaskaden verursacht werden. Das EU-Projekt Impaled erforschte daher die molekularen Mechanismen des programmierten Zelltods und analysierte insbesondere die p53-Proteinfamilie und ihren Einfluss auf die Mitochondrien. Ziel war dabei, Signalwege und molekulare Interaktionen genau zu analysieren, um neue Therapien für bestrahlungsresistente Tumoren zu entwickeln. Eine Projektarbeitsgruppe am Karolinska-Krebsforschungszentrum in Schweden untersuchte die differenziellen Wirkungen hoher und niedriger LET-Ionenstrahlung (linearer Energietransfer, LET). Die Wissenschaftler gingen davon aus, dass die Resistenzen auf Defekte im Signalmechanismus bei der p53-Aktivierung nach DNA-Schäden zurückzuführen sind. Sie untersuchten den Einfluss hoher und niedriger LET-Bestrahlung auf diese molekularen Signalwege. Anhand einer Lungenkarzinom-Zelllinie konnten die Wissenschaftler zeigen, dass bei niedriger LET-Bestrahlung die Aktivität zweier Apoptose-involvierter Proteingruppen gehemmt wurde. Eine hohe LET-Bestrahlung (akzelerierte Ionen) hingegen bewirkte komplexere DNA-Strangbrüche und eine höhere apoptotische Signalaktivität. Im Zuge dieser Forschungen untersuchten die Wissenschaftler die proapoptotischen Proteine Bax und Bak sowie eine Gruppe stressaktivierter Kinasen. Die Reaktion beider Proteinfamilien war unterschiedlich, je nach Einsatz niedriger oder hoher LET-Bestrahlung. Die Anwendungsbereiche für diese Forschungsergebnisse sind vielfältig. Vorrangig dienten sie der Umsetzung der Ziele des Impaled-Projekts sowie der Suche nach neuen Therapien gegen Tumorresistenzen. Da die Häufigkeit maligner Tumoren inzwischen stark zunimmt, ist die weitere Erforschung von Bestrahlungseffekten für Medizin und Pharmazeutik von außerordentlichem Interesse.
