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Zebrafisch als Modell-Organismus
für die Krebsforschung
07. Feb 2003 10:07
 | Zebrafisch mit grün leuchtenden Blutkrebszellen. | | Foto: Science/John P. Kanki |
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Mäuse, die automatisch Krebs entwickeln, sind aus der Tumorforschung nicht mehr wegzudenken. Jetzt haben Forscher einem Zierfisch Blutkrebs genetisch einprogrammiert.
Als Modell zum Studium der Krebsentwicklung könnte in Zukunft ein Fisch die Maus ablösen. Amerikanische Forscher haben dem Zebrafisch ein Gen eingepflanzt, das dafür sorgt, dass die Tiere Blutkrebs bekommen.
Gläsernes Forschungsobjekt
David Langenau und Thomas Look vom Dana-Farber Cancer Institute der Harvard University in Cambridge (USA) und Forscher anderer Institutionen haben Zebrafische gentechnisch verändert, um die Entstehung der Akuten Lymphoblastischen Leukämie (ALL) untersuchen zu können. Bei dieser Krankheit teilen sich bestimmte weiße Blutkörperchen, die T-Zellen, unkontrolliert. «Der Zebrafisch ist in vielerlei Hinsicht ein gutes Modell für menschlichen Krebs», sagt Look. «Sein Genom enthält etwa 30.000 Gene, in etwa soviel wie das menschliche Genom» und viele Gene seien denen des Menschen sehr ähnlich. Ein internationales Konsortium will noch in diesem Jahr das Erbgut des Fischs, das etwa halb so groß wie das des Menschen ist, vollständig sequenzieren. Ein großer Vorteil für Entwicklungsbiologen ist, dass Danio rerio nahezu durchsichtig ist, Vorgänge in den Organen also von außen «live» beobachtet werden können. Für die Krebsforschung eignete sich der Zebrafisch bisher jedoch kaum. Zwar erkrankt auch er an Krebs, aber bisher ließen sich solche Erkrankungen von den Wissenschaftlern nicht steuern. Sie traten nur zufällig auf. «Jetzt haben wir erfolgreich eine T-Zell-Leukämie bei dem Fisch auslösen können, indem wir ein Schlüsselgen für Krebs dazu gebracht haben, überaktiv zu sein», sagt Look, der die Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins «Science» veröffentlicht hat.
Drei Gene machen den Krebs-Fisch
Dazu verschmolzen die Forscher das «Schlüsselgen» Myc mit einem Fragment eines Zebrafisch-Gens, das ausschließlich in den Lymphdrüsen des Fisches aktiv ist. An dieses 'Fusionsgen' setzten sie noch ein drittes Gen, das dafür sorgte, dass Zellen, in denen das Fusionsgen aktiv ist, grün fluoreszieren. Dadurch hofften die Forscher verfolgen zu können, wie sich der Blutkrebs im Körper ausbreitete. Im nächsten Schritt injizierten die Forscher das Gen-Konstrukt in Zebrafisch-Embryonen. Tatsächlich bekamen die Tiere Lymphome. «Der Krebs entwickelte sich in nahezu allen Fischen, die ein funktionierendes Myc-Gen trugen», sagt Look. Zunächst leuchtete der Thymus der Fische, wo die Zellen des Immunsystems heranreifen, grün auf. Dann breiteten sich die Krebszellen zu den Kiemen und in das Gewebe hinter den Augen aus um schließlich die Skelettmuskulatur und die weiter hinten liegenden Organe zu befallen.
Mit Mutationen gegen Krebs
 | Ausgewachsene Zebrafische. | | Foto: Western Kentucky University |
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Der Vorteil solcher Krebs-Fische ist, dass Genforscher nun nach Genen suchen können, die diesen Krankheitsverlauf beschleunigen oder verlangsamen. Diese Suche kann zu Ansätze für neue Therapien führen, denn Produkt eines jeden Gens ist jeweils ein Protein, das hier – direkt oder indirekt - Einfluss auf das Wachstum der Krebszellen nimmt.Ein Weg, solche Gene zu entdecken, ist, das Erbgut der Krebs-Fische durch gezielte Mutationen zu verändern. Dabei wird beispielsweise ein Gen X inaktiv, das Krebswachstum eigentlich unterdrücken kann, in der mutierten Form aber dazu führt, dass das Lymphom doppelt so schnell wächst. Hätten die Forscher ein solches Gen identifiziert, ließe dieses oder das von ihm kodierte Protein sich vielleicht einsetzen, um Krebswachstum zu hemmen. Gleichzeitig ist der Krebs-Fisch das geeignete Versuchstier, um neue Krebsmedikamente zu testen – möglicherweise geeigneter als Mäuse, die aufwendiger zu versorgen sind als Tausende von Fischen in einem Aquarium.
Für das Web ediert von Sascha Karberg
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