Bereits eine geringen Menge an Tabakrauch kann zu Erbgutmutationen führen, was die Krebswahrscheinlichkeit erhöht

Das Gift Benzpyren, das im Tabakrauch vorkommt, schädigt schon in niedriger Dosis die DNA. Die betroffenen Zellen können sich jedoch an den Schaden anpassen. Das konnten Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz zeigen. Laut einem Artikel in "Nucleic Acids Research" ist dieser Anpassungsprozess aber mit einem stärkeren Mutationsrisiko verbunden, was wiederum die Wahrscheinlichkeit für eine Krebserkrankung erhöht.

Die Forscher sind der Frage nachgegangen, wie ein Zelle reagiert, wenn sie mit einer geringen Menge des Karzinogens Benzypren in Kontakt kommt. Die Forscher konnten als Reaktion wie erwartet den Start der Nukleotid-Exzisionsreparatur beobachten. Bei dieser werden DNA-Bausteine um den Schaden herum sowie der Schaden selbst entfernt. Durch Ablesen der Erbinformation auf dem intakten DNA-Strang wird der geschädigte DNA-Bereich neu synthetisiert. Die Zelle kann so weiterleben, ihre DNA duplizieren und sich wieder teilen. Es zeigte sich, dass die Zellen aufgrund der verstärkten, durch Benzpyren induzierten DNA-Reparatur besser vor der toxischen Wirkung dieses Karzinogens geschützt sind.

In der DNA verbliebene Schäden toleriert

Nicht erwartet wurde jedoch, dass auch die Transläsionssynthese verstärkt einsetzte. Bei diesem Vorgang versucht die Zelle, mit nicht entfernten DNA-Schäden zurechtzukommen, indem Enzyme während der DNA-Replikation über diese DNA-Schäden hinweg lesen. Auf diese Weise werden in der DNA verbliebene Schäden toleriert. Der Mechanismus fördert das Überleben der Zelle, denn es gibt keine Brüche in der DNA und die Zelle kann sich weiter vermehren. Diese Schadentoleranz ist jedoch häufig mit Fehlern behaftet. Und tatsächlich konnte nachgewiesen werden, dass Zellen, die die Behandlung mit Benzpyren überleben, vermehrt Mutationen aufweisen. Damit steigt zwangsläufig das Tumorrisiko.

Interessant finden die Forscher, dass bei der Verstärkung der DNA-Reparatur der Tumorsuppressor p53 involviert ist. Dieses Protein entscheidet bei der DNA-Schädigung häufig zwischen Leben und Tod der Zelle. Benzpyren regt p53 an, die DNA-Reparatur zu stimulieren und ebenso die Transläsionssynthese der geschädigten DNA zu verstärken. Mit diesen Erkenntnissen ist es laut den Wissenschaftlern gelungen, die Regulation der adaptiven DNA-Reparatur in Zellen, die mit einem Umweltgift wie Benzpyren in Kontakt kamen, erstmalig aufzuklären.

Quelle Nucleic Acids Research/APA

Bildquelle: Markus Christmann, Uni Mainz