Entstehung von Krebs: Alkohol schädigt Stammzellen-Erbgut

Toxisches Alkoholabbauprodukt bringt DNA komplett durcheinander

Dass Alkoholkonsum die Entstehung von Krebs befördern kann, belegten statistische Zusammenhänge. Doch wie genau der Mechanismus ablief, mit dem Alkohol auf molekularer Ebene die Entstehung von Tumoren forciert, konnten Mediziner bislang nicht erklären. Eine Studie der University of Cambridge bringt nun Licht ins Dunkel.

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Gesellige Runden unter Freunden und Alkohol – das passt bestens zusammen. Ein Bier hier, ein Glas Wein dort. Da ist doch nix dabei! Doch was für die Pflege von sozialen Kontakten durchaus positiv sein kann, schadet nachweislich der Gesundheit, denn beim Abbau von Alkohol entstehen toxische Abbauprodukte. Sie haben das Potential, das Zellerbgut durcheinander zu bringen und so das Krebsrisiko stark zu erhöhen.

 

Schuld ist wohl nicht der Alkohol selbst, aber eines seiner Abbauprodukte im Organismus. Es verursacht dauerhafte Schäden in der Stammzell-DNA, die mit den für Krebs so typischen Entartungen in Verbindung gebracht werden.

 

Alkohol kann hämatopoetische Stammzellen außer Gefecht setzen

Im Fokus der Wissenschaftler standen Blutstammzellen, also jene hämatopoetischen Stammzellen, die für die korrekte Blutbildung zuständig sind. Sie besitzen normalerweise zwei genetische Mechanismen, die das Erbgut vor den Effekten von Alkohol schützen. Doch genau diese zwei Schutzschalter haben die Forscher gezielt in Mäusen außer Gefecht gesetzt.

Die Versuchstiere verloren bereits nach 10 tägigem Alkoholkonsum die Fähigkeit, aus den Stammzellen neue Blutzellen zu bilden. Durch den Alkohol kam das Erbgut in den Stammzellen dieser Mäuse so durcheinander, dass sie einfach nicht mehr funktionieren.

Die Forscher vermuten, dass sich der gleiche Effekt auch bei anderen Zelltypen zeigen könnte. Die im Fachmagazin Nature veröffentlichte Studie liefert wichtige Hinweise darauf, wie Alkohol die Entstehung verschiedener Krebsarten begünstigt.

 

Das Enzym Aldehyd-Dehydrogenase 2 (ALDH2) schützt normalerweise vor dem Alkohol-Abbau-Produkt Acetaldehyd

Der erste Mechanismus, der das Erbgut vor der karzinogenen Wirkung des Alkohols schützen soll, ist das Enzym Aldehyd-Dehydrogenase 2 – Kurz ALDH2. Es verhindert, dass sich in den Zellen Acetaldehyd ansammeln kann. Diese toxische Verbindung entsteht, wenn Alkohol abgebaut wird. Die Wissenschaft weiß aus Untersuchungen an Zellkulturen, dass Acetaldehyd das Erbgut schädigt. Funktioniert ALDH2 im menschlichen Körper nicht mehr korrekt, so steigt ein Indikator für Erbgutschäden bei Alkoholkonsum um das Vierfache an. Als Indikator für Erbgutschäden nutzten die Forscher den sogenannten Schwesterchromatidaustausch. Vereinfacht erklärt läuft der Reparaturprozess wie folgt ab: Normalerweise liegt jedes Chromosom doppelt vor. Funktioniert ein Chromosom nicht mehr korrekt, so versucht der Organismus mit Hilfe des Schwesterchromosoms die Fehler zu korrigieren und nutzt die dort hinterlegte Blaupause.

Experten schätzen, dass ca. acht Prozent der Weltbevölkerung unter einem ALDH2-Enzym-Defekt leiden. Sie können das für den Alkoholabbau benötigte ALDH2 nicht korrekt bilden. Vor allem

 

Schutzmechanismus: Reparaturgen Fancd2 repariert Doppelstrangbrüche im Erbgut

Der zweite Schutzmechanismus für das Erbgut ist das Reparaturgen Fancd2. Es ist in der Lage, sogenannte Doppelstrangbrüche im Erbgut zu reparieren. Entfernten die Forscher auch noch das Reparaturgen, so summierten sich die durch den Alkohol verursachten Erbgutschäden soweit auf, dass die hämatopoetischen Stammzellen ihre Funktionsfähigkeit verloren.

Der erste genetische Mechanismus, der das Erbgut schützt, ist das Enzym Aldehyd-Dehydrogenase 2 (ALDH2) – Dieses Enzym verhindert, dass sich das Alkohol-Abbauprodukt Acetaldehyd ansammelt. Dass diese Chemikalie Erbgut grundsätzlich schädigt, ist bereits aus Untersuchungen an Zellkulturen bekannt. Die Studie zeigt aber, dass der Effekt auch bei realem Alkoholkonsum im Körper auftritt: Schaltete die Arbeitsgruppe ALDH2 ab, stieg die Häufigkeit des Schwesterchromatidaustausches, einem Indikator für Erbgutschäden, bei Alkoholkonsum auf das Vierfache. Entfernte das Team zusätzlich noch das Reparaturgen Fancd2, das an der Reparatur von Doppelstrangbrüchen beteiligt ist, sammelten sich die DNA-Schäden so weit an, dass die Zellen ihre Funktionsfähigkeit verloren. Die Zell-DNA war so durcheinander geraten, dass die Stammzellen schlichtweg ihren Aufgaben nicht mehr nachgehen konnten und die Produktion neuer Blutzellen komplett einstellten.

 

Aktives Tumorsupressorprotein verhindert die Entstehung von Krebszellen

Im letzten Schritt versuchten die Forscher, die stark geschädigten Zellen in Mäuse zu übertragen. Das war zunächst schwierig, da hier ein weiterer zellulärer Schutzmechanismus griff: Das Eiweißmolekül p53 gehört zu den sogenannten Tumorsupressorproteinen. Ist das Eiweißmolekül aktiv, unterdrückt es die Entstehung von Tumoren. Mutiert jedoch das Gen, das für dieses Protein zuständig ist, so erhöht sich das Krebsrisiko beträchtlich. Als die Forscher das Gen für p53 in den geschädigten Zellen ausschalteten, überlebten die hämatopoetischen Stammzellen trotz aller Schäden die Übertragung in die Versuchstiere und tragen damit ein enormes Entartungspotenzial in sich.

 

Was bedeuten die Untersuchungen für die Patienten respektive Verbraucher?

Rotwein enthält Tannine, die die Produktion von HDL-Cholesterin ankurbeln. Das „gute Cholesterin“ soll demnach vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen schützen, weswegen für die Herzgesundheit ein maßvoller Weingenuss empfohlen wird. Statistiken belegen jedoch auch, dass Weintrinker ein erhöhtes Risiko aufweisen, an Kehlkopfkrebs oder Brustkrebs zu erkranken. Bereits ein Glas Wein pro Tag ist ausreichend, um diesen Effekt nachzuweisen. Daher rät das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ), die Finger komplett vom Alkohol zu lassen.

 

Der Faktencheck von familien-gesundheit.de

Alkohol - der heimliche Killer

Bier und Wein lassen sich recht leicht im Alltag meiden. Doch mitunter nehmen wir Alkohol zu uns, ohne es zu wissen. In Säften und vollreifen Früchten kommt es zu Gärprozessen, in deren Folge Alkohol gebildet wird, weil Hefepilze den Fruchtzucker abbauen. Wer ein Kilogramm vollreife Bananen isst, nimmt bis zu 6 Gramm Alkohol zu sich. Bei Fruchtsäften wie beispielsweise Apfelsaft liegen die Grenzwerte für den Alkoholgehalt bei 0,38 %. Umgerechnet entspricht das rund 3 Gramm Alkohol pro Liter Saft.

Unter den Säften ist süßer Traubensaft der „Alkoholburner“. Der süße Most schafft es teilweise sogar auf 10 Gramm Alkohol pro Liter. Aus diesem Grund wird abstinenten Alkoholikern auch geraten, die Hände von alkoholfreiem Bier und Fruchtsäften zu lassen, denn jedes Gramm Alkohol kann im Gehirn einen schweren Rückfall auslösen und die Sucht neu befeuern. Und nur weil kein Alkohol bei den Inhaltsstoffen ausgewiesen ist, heißt es nicht, dass kein Alkohol enthalten ist.

 

Solch gegensätzliche Empfehlungen verunsichern natürlich. Wo hört die gesunde Wirkung von Wein auf und wo fängt die schädliche Wirkung an? Die Wissenschaft konnte diese Fragen bislang nicht beantworten. Doch vor dem Hintergrund der neuen Erkenntnisse kann die Gefährlichkeit von Alkohol nicht hoch genug angesetzt werden. Sind die Schutzmechanismen beim Patienten aufgrund von Mutationen oder Umwelteinflüssen geschädigt, so erhöht sich drastisch das Krebsrisiko. Die Ergebnisse der Studie mögen das Screening nach Risikopatienten erleichtern, doch wer sein persönliches Krebsrisiko definitiv reduzieren möchte, rührt ab sofort keinen Alkohol mehr an, um seine Stammzellen vor dem schädlichen Alkoholabbau-Produkt Acetaldehyd zu schützen.

 

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