Krebsforschung an Mäusen im Eiltempo

Ian Frew ist Forscher mit Leib und Seele. Sein Fachgebiet als neuer Assistenzprofessor am Zürcher Zentrum für Integrative Humanphysiologie (ZIHP) ist die Entstehung von Krebs in Epithelgeweben. Das sind diejenigen Gewebe, die als oberste Schicht Organe auskleiden.

Studienobjekte sind Epithelzellen der Nieren und der Gebärmutter bei Mäusen. Wenn Krebs entsteht, beginnen einzelne Zellen plötzlich, sich unkontrolliert stark zu vermehren. Die Folge einer solchen Wucherung ist ein Tumor. «Normalerweise weiss eine Zelle, wann und wie oft sie sich teilen darf. Bei der Tumorbildung bricht die strenge Kontrolle der Zellteilung zusammen», erklärt Frew, «und ich will verstehen, welche Umstände dazu führen.»

Bevor der Physiologe Frew seine Forschungsarbeit an der Universität Zürich aufnahm, war er sechs Jahre lang als Post Doc an der ETH Zürich tätig. Während jener Zeit hat er vor allem mit Maus-Modellen gearbeitet.

Für seine Studien züchtete er Tiere, bei denen er Gene, welche die Zellteilung kontrollieren, inaktiviert hat. Da die Generationszeit von Mäusen allerdings nicht so kurz ist wie beispielsweise die von Mikroorganismen, dauert die Zucht ziemlich lange. «Das kann Studien gut und gerne um einige Jahre verzögern», meint der Forscher. Und genau das will er jetzt ändern. Mit seinem künftigen Team ZIHP wird er eine neue Methode entwickeln, die schneller Resultate liefert. 

Viren als Schmuggler

Bei den künftigen Studien verändert der Forscher Mäuse genetisch, um Aktivitäten und Aufgaben verschiedener Gene zu untersuchen. Als Werkzeug dazu dienen ihm künstlich erzeugte Viren. Diese tragen in ihrer Hülle keine eigenen viralen Gene mehr. Vielmehr transportieren sie wie ein Taxi ausgesuchtes Erbmaterial direkt in die Zellen der Epithelgewebe der lebenden Maus.

Bei der in die Zelle geschmuggelten Erbsubstanz handelt es sich um Kontrollelemente der Zellteilung in Form von DNA oder RNA. Zusätzliche Kopien eines Gens aus DNA steigern dessen Aktivität. «Umgekehrt kann man mit speziellen RNA-Stücken entsprechende Gene hemmen», sagt Frew.

Hemmung oder Steigerung der Aktivität dieser Gene hat Folgen für die Häufigkeit der Zellteilung. So kann der Forscher über die Viren die Tumorentstehung am Ort des Geschehens, also in der Zelle, steuern und künstlich herbeiführen. Und die Auswirkungen davon sind einfacher zu beobachten. «Das lässt ein systematisches Vorgehen zu und beschleunigt die Arbeit wesentlich», begeistert sich Frew.

Die neue Technik soll gar ermöglichen, mehrere Gene gleichzeitig zu manipulieren; und das kommt der Realität näher. «Denn Krebs entsteht meistens erst, wenn verschiedene Faktoren zusammenkommen.» Die langwierige Kreuzung und Züchtung von Mäusen kann Frew somit umgehen.

Von der Grundlagenforschung zur Therapie

Die Erkenntnisse aus dem Mausmodell lassen sich später auf den Menschen übertragen. «Natürlich hofft jeder, der im Bereich Krebsentstehung forscht, einen Beitrag zur Entwicklung von Krebstherapien zu leisten», sagt der Experte.

Und das ist die erfreuliche Konsequenz der Grundlagenforschung: Je besser man die Mechanismen in der Zelle versteht, desto effizienter und zielgerichteter werden medikamentöse Therapien.