Essen. Die Wissenschaft der Epigenetik befasst sich mit der Frage, welche Faktoren die Aktivität eines Gens und damit die Entwicklung der Zelle festlegen.
Die Epigenetik ist ein Fachgebiet der Biologie, das sich mit Veränderungen an Chromosomen beschäftigt, die nicht die DNA-Sequenz selbst betreffen, sondern durch chemische Prozesse an der DNA oder den sie umgebenden Proteinen, den sogenannten Histonen, entstehen. Solche Veränderungen beeinflussen, welche Gene aktiviert oder deaktiviert werden und können – wie die Erbinformationen selbst – sogar an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.
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Epigenetische Veränderungen können durch Umweltfaktoren wie zum Beispiel Ernährung, Stress, Alter oder Toxine ausgelöst werden und sich auf die Zellentwicklung oder die Entstehung von Krankheiten wie Krebs, neurologische Störungen oder Stoffwechselkrankheiten auswirken. Dadurch stellt die Epigenetik ein wichtiges Bindeglied zwischen Umwelteinflüssen und der genetischen Aktivität dar, was tiefgreifende Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann.
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Grundlegende epigenetische Mechanismen werden schon seit vielen Jahren erforscht, und laufend werden neue Fortschritte bei der Entwicklung spezifischerer und wirksamerer Medikamente zur Behandlung von Krankheiten gemacht.
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In den letzten Jahren haben Wissenschaftler erkannt, dass epigenetische Veränderungen eine zentrale Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs spielen. Insbesondere wenn Zellen resistent gegenüber Standardbehandlungen wie Chemotherapeutika oder Strahlentherapie werden, bietet die sogenannte epigenetische Therapie einen weiteren Ansatz in der Onkologie. Ziel dieser Therapie ist es, diejenigen Prozesse zu beeinflussen, die die genetische Aktivität steuern und die Entstehung von Krebs fördern, um so das Fortschreiten der Krankheit zu verhindern.
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Viele Krebserkrankungen betreffen Gene, die das Zellwachstum und die Zellreifung regulieren. Dabei sind drei Gruppen von Genen beteiligt: Onkogene, Tumorsuppressorgene und die Reparaturgene. Diese drei Gene kommen auch in gesunden Zellen vor. Onkogene beispielsweise fördern das Zellwachstum, während Tumorsuppressorgene es unterdrücken. Durch fehlerhafte epigenetische Veränderungen etwa können Tumorsuppressorgene, die normalerweise ein unkontrolliertes Zellwachstum verhindern, deaktiviert werden. Gleichzeitig können Onkogene, die ein normales Zellwachstum fördern, wiederum überaktiv werden und so die Entwicklung von Krebstumoren begünstigen.
Ein wesentlicher Vorteil der Behandlung ist ihre Umkehrbarkeit. Während genetische Mutationen dauerhafte Veränderungen in der DNA verursachen, sind epigenetische Veränderungen potenziell reversibel. Dies ermöglicht es, krankhafte Veränderungen gezielt zu beeinflussen und normale Zellfunktionen wiederherzustellen.
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Obwohl diese Therapie immer noch in der Entwicklung steckt, bietet sie neuartige Ansätze zur Korrektur epigenetischer Fehlregulationen bei Krebserkrankungen. Sie könnte folgende Wirkmechanismen entfalten: • Gene, die durch eine chemische Veränderung an den Grundbausteinen der Erbsubstanz einer Zelle deaktiviert wurden, könnten reaktiviert werden. • Chemische Veränderungen an Histonen, die das Tumorwachstum und eine Tumorausbreitung beschleunigen, könnten gehemmt werden, wodurch die Krebszellen angreifbarer und somit behandelbarer werden. • In Kombination mit anderen Krebsbehandlungen könnte die Empfindlichkeit von Krebszellen gegenüber Chemotherapie, Strahlentherapie und Immuntherapie erhöht werden. Das könnte Tumore, die auf herkömmliche Behandlungen nicht ansprechen, wieder behandelbar machen. • Die Therapie könnte gezielt krankhafte epigenetische Veränderungen ansprechen und dabei gesunde Zellen schonen.
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Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen. Die Wirkung epigenetischer Medikamente ist oft unspezifisch und könnte daher sowohl gesunde als auch Krebszellen betreffen. Zudem sind die Langzeitfolgen einer gezielten Beeinflussung der komplexen Verbindung zwischen genetischen Aktivitäten und zahlreichen Umwelteinflüssen noch nicht vollständig erforscht. Dies weckt Bedenken, dass eine Behandlung unbeabsichtigte Veränderungen in anderen Zellen auslöst und langfristig neue Gesundheitsprobleme entstehen könnten.
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In jedem Fall zeigt das Wissen, dass Umwelteinflüsse das Risiko für schwere Erkrankungen erhöhen, wie wichtig ein gesunder Lebensstil ist, um krankhafte Veränderungen an der DNA zu vermeiden und die langfristige Gesundheit zu fördern.
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