Telomerase

von Ralf Neumann (Laborjournal-Ausgabe 05, 1996)

Ende 1994 war das Enzym endgültig "heiß": Forscher aus Dallas fanden in 90 von 101 verschiedenen Krebs-Zellinien eine quicklebendige Telomerase - in 50 normalen Zellproben dagegen regte sie sich kein bißchen. Sofort nahmen Pharmafirmen das Enzym ins Visier, hofften auf Telomerase-Blocker als neue, vielversprechende Krebsmittel. Und Mediziner runzelten erstaunt die Stirn: War man dem Schlüssel zur Unsterblichkeit von Krebszellen auf der Spur? Dabei kannte man das Enzym schon seit über zehn Jahren.

Kein geringerer als James Watson hatte 1972 festgestellt, daß die DNA-Polymerase lineare Chromosomen nicht bis ganz zu den Enden herauf replizieren kann. Folglich verkürzen sich bei jeder Zellteilung deren Endstücke - die Telomeren. Etwa 2000 Wiederholungen der Nukleotid-Sechsergruppe TTAGGG machen beim Menschen ein Telomer; ein bis zwei davon verliert es pro Teilung. Das geht bis zu einer "kritischen Kürze", ab der die Zellen ihre DNA nicht mehr verdoppeln und sich folglich auch nicht mehr teilen. Als ob die Zellen an den Telomereinheiten abzählen, wann ihre Lebensuhr abgelaufen ist, wie einige Forscher mutmaßen. Tatsächlich schrumpfen die Telomeren somatischer Zellen in dem Maße, wie Menschen altern, und teilen sich Zellen von Neugeborenen in Kultur 80-90mal, während sich Zellen von alten Menschen nur noch 20-30mal teilen. Was aber machen die quasi-unsterblichen Zellen der Keimbahn? Oder Einzeller? Würden sie ihre Telomeren nicht immer wieder neu auffüllen, wären die betreffenden Organismen schon vor langer Zeit verschwunden. Es mußte einfach ein Telomeren-auffüllendes Enzym geben.

1984 fanden dann Carol Greider und Elizabeth Blackburn (Berkley) die erste Telomerase in dem Cilliaten Tetrahymena. Danach fand man sie überall. Das Enzym enthält zusätzlich zum Proteinanteil eine kurze RNA, deren Sequenz komplementär zur Grundeinheit der Telomeren ist. Mit dieser RNA als Vorlage hängt die Telomerase ein paar Einheiten an das Telomer, kurz bevor die DNA-Polymerase kommt, und die Tochterstränge bleiben mindestens so lang wie der Eltern-Strang.

Die meisten menschlichen Zellen stellen ihre Telomerase schon während der frühen Embryonalentwicklung ab - die Telomeren sind dann lang genug für ein ganzes Menschenleben. in den Keimbahnzellen und einigen Zellen des ImmunSystems bleibt sie jedoch aktiv und hält die Telomeren auf konstanter Länge. Ebenso in Krebszellen. Deren Telomeren jedoch sind oft überraschend kurz. offenbar ignorieren Zellen bei der Krebsentstehung zuerst eine Art Warnsignal, sich nicht mehr zu teilen. Stattdessen teilen sie sich immer weiter, und ihre Telomeren werden kürzer und kürzer. Einigen wenigen Zellen gelingt es jedoch irgendwann, ihre Telomerase wieder zu aktivieren und so die kurzen Telomeren konstant zu halten. Während die übrigen Krebszellen absterben, überleben diese und vermehren sich als unsterbliche Krebslinien.

Blockiere die Telomerase und die einstmals unsterblichen Krebszellen teilen sich in kurzer Zeit zu Tode, lautet nun die Hoffnung der Pharmaindustrie. Klingt gut, nur wie schützen sie Keimbahn- und Immunzellen vor ihrem Blocker?

Letzte Änderungen: 19.10.2004