Könnte Krebs die Art und Weise sein, wie unsere Zellen im „abgesicherten Modus“ laufen, wie ein beschädigtes Computerbetriebssystem, das versucht, sich selbst zu erhalten, wenn es mit einer externen Bedrohung konfrontiert wird? Das ist die Schlussfolgerung des Kosmologen Paul Davies von der Arizona State University in Tempe (ASU) und seiner Kollegen, die eine umstrittene neue Theorie für die Entstehung von Krebs entwickelt haben, basierend auf seinen evolutionären Wurzeln. Wenn es richtig ist, deutet ihr Modell darauf hin, dass eine Reihe alternativer Therapien, einschließlich der Behandlung mit Sauerstoff und der Infektion mit viralen oder bakteriellen Mitteln, besonders wirksam sein könnten.Auf den ersten Blick scheint Davies, der eher in Physik als in Biomedizin ausgebildet ist, ein unwahrscheinlicher Soldat im „Krieg gegen den Krebs“ zu sein.“ Aber vor etwa sieben Jahren wurde er eingeladen, ein neues Institut an der ASU zu gründen — eines von 12, das vom National Cancer Institute finanziert wird -, um Physiker und Onkologen zusammenzubringen, um eine neue Perspektive auf die Krankheit zu finden. „Wir wurden gebeten, Krebs von unten nach oben zu überdenken“, sagt Davies.Davies hat sich mit Charley Lineweaver, einem Astrobiologen an der Australian National University in Canberra, und Mark Vincent, einem Onkologen am London Health Sciences Center in Ontario, zusammengetan. Gemeinsam haben sie ein „atavistisches“ Modell entwickelt, das besagt, dass Krebs die Neuausdruck eines alten „vorprogrammierten“ Merkmals ist, das schlummerte. In einem neuen Papier, das im September in BioEssays erschien, argumentieren sie, dass Krebs, weil er bei vielen Tieren und Pflanzen sowie beim Menschen auftritt, sich vor Hunderten von Millionen Jahren entwickelt haben muss, als wir einen gemeinsamen einzelligen Vorfahren teilten. Zu dieser Zeit profitierten Zellen von der Unsterblichkeit oder der Fähigkeit, sich unkontrolliert zu vermehren, wie es Krebs tut. Als sich jedoch komplexe mehrzellige Organismen entwickelten, „wurde die Unsterblichkeit an die Eier und Spermien ausgelagert“, sagt Davies, und somatische Zellen (diejenigen, die nicht an der Fortpflanzung beteiligt sind) brauchten diese Funktion nicht mehr.Die Hypothese des Teams ist, dass, wenn sie mit einer Umweltbedrohung für die Gesundheit einer Zelle konfrontiert werden — Strahlung, sagen wir, oder ein Lifestyle—Faktor – Zellen in einen „vorprogrammierten sicheren Modus“ zurückkehren können.“ Dabei werfen die Zellen eine höhere Funktionalität ab und schalten ihre ruhende Fähigkeit zur Proliferation in einem fehlgeleiteten Überlebensversuch wieder ein. „Krebs ist ein Fail-Safe“, bemerkt Davies. „Sobald das Unterprogramm ausgelöst wird, implementiert es sein Programm rücksichtslos.“Auf einer medizintechnischen Konferenz am Imperial College London am 11. September skizzierte Davies eine Reihe von Krebstherapien, die auf diesem atavistischen Modell basieren. Anstatt einfach die Fortpflanzungsfähigkeit von Krebs anzugreifen, Oder „Krebsstärke,“Wie Davies es nennt, Das Modell entlarvt „die Achillesferse von Krebs.“ Zum Beispiel, wenn die Theorie richtig ist, dann entwickelte sich Krebs zu einer Zeit, als die Umwelt der Erde saurer war und weniger Sauerstoff enthielt. So sagt das Team voraus, dass die Behandlung von Patienten mit hohem Sauerstoffgehalt und die Reduzierung von Zucker in ihrer Ernährung, um den Säuregehalt zu senken, den Krebs belasten und Tumore schrumpfen lassen wird.Die Auswirkungen des Sauerstoffgehalts auf Krebs wurden seit vielen Jahren unabhängig untersucht und scheinen Davies ‚Ideen zu unterstützen, sagt Costantino Balestra, Physiologe an der Paul Henri Spaak School und der Freien Universität Brüssel, beide in Belgien. In unveröffentlichten Arbeiten, die zur Begutachtung eingereicht wurden, haben Balestra und seine Kollegen kürzlich gezeigt, dass leicht erhöhte Sauerstoffwerte den Leukämiezelltod auslösen können, ohne gesunde Zellen zu schädigen. „Es sieht fast zu einfach aus“, sagt Balestra. „Unsere vorläufigen Ergebnisse scheinen zu zeigen, dass die Zufuhr von ein oder zwei Stunden Sauerstoff pro Tag in Kombination mit anderen traditionellen Krebstherapien den Patienten ohne schwerwiegende Nebenwirkungen zugute kommen würde.“ Balestra betont jedoch, dass diese Arbeit nicht durchgeführt wurde, um Davies ‚Hypothese zu testen, und kann nicht als Beweis dafür angesehen werden, dass das atavistische Modell korrekt ist.Davies und seine Kollegen befürworten auch die Immuntherapie – speziell die selektive Infektion von Patienten mit bakteriellen oder viralen Erregern. Mediziner untersuchen bereits die vielversprechenden Auswirkungen eines solchen Ansatzes zur künstlichen Stärkung des Immunsystems von Patienten, um deren Genesung zu unterstützen. Die Immuntherapie hat sich beispielsweise bei der Behandlung von Melanomen bereits bewährt, und ihre Auswirkungen auf andere Krebsarten werden untersucht. Nach dem atavistischen Modell sollten Krebszellen jedoch nicht nur das Immunsystem stärken, sondern auch anfälliger für Infektionserreger sein als gesunde Zellen, da sie beim „Neustart in den abgesicherten Modus“ eine höhere Schutzfunktion verlieren, sagt Davies. Jüngste Studien, in denen Clostridium-Sporen bei Ratten, Hunden und einem menschlichen Patienten injiziert wurden, scheinen diese Interpretation ebenfalls zu unterstützen, sagt er.Einige Wissenschaftler, wie David Gorski, ein chirurgischer Onkologe an der Wayne State University, bleiben skeptisch. „Die’Vorhersagen‘ des Atavismus sind nichts, zu dem Wissenschaftler nicht auf anderen Wegen gekommen sind“, sagt er.Davies und seine Kollegen haben bereits einen direkteren Test ihrer Theorie begonnen, um auf solche Kritik zu antworten. „Der Schlüssel zu unserer Theorie liegt im Alter der für Krebs verantwortlichen Gene“, erklärt Davies. Das atavistische Modell behauptet, dass Zellen mit dem Ausbruch von Krebs in einen primitiveren Modus zurückkehren und kürzlich entwickelte Funktionen ausgeschaltet werden. Das Team sagt daher voraus, dass mit fortschreitender Krebserkrankung neu entwickelte Gene ihre Funktion verlieren sollten, während alte Gene aktiv werden.

Um zu überprüfen, ob diese Hypothese richtig ist, vergleichen Davies und seine Kollegen derzeit Daten aus dem Krebsgenomatlas, der die an Krebs beteiligten Gene identifiziert, mit verschiedenen Datenbanken, die die Gene klassifizieren Das haben wir mit anderen Arten gemeinsam. Letzterer Datensatz ermöglicht es Biologen, das Alter der Gene zurückzuverfolgen. Jede Korrelation, die zwischen dem Genalter und Krebs besteht, wird das atavistische Modell stärken. „Die Kombination der beiden Datensätze wurde noch nie zuvor durchgeführt“, sagt Davies. „Aber es ist im Wesentlichen eine Data-Mining-Übung, die nicht viel Geld kostet und an der wir jetzt arbeiten.“Brendon Coventry, ein chirurgischer Onkologe und Immuntherapeut an der Universität von Adelaide in Australien, sieht Wert darin, dass Physiker mit Onkologen zusammenarbeiten, um vorhandene medizinische Beweise zusammenzusetzen, um die Entstehung von Krebs zu verstehen. „Enorme Mengen an Geld und die klügsten Köpfe in der biologischen und medizinischen Wissenschaft haben es versäumt, einen großen Einfluss auf den Krieg gegen Krebs zu haben, also ist es vielleicht Zeit für ein neues Paradigma“, sagt Coventry und fügt hinzu: „Ein Kosmologe kann die Zelle als ein „inneres Universum“ betrachten, das auf eine neue Art und Weise erforscht werden muss.“

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