A1 Onkologie

Thema

Krebs entsteht, wenn eine Zelle die Mechanismen verliert, die normalerweise ihre Zellteilung kontrollieren. Unter normalen Bedingungen herrscht ein Gleichgewicht zwischen Signalen, die die Zellteilung anregen und hemmen. Verschiebt sich dieses Gleichgewicht zugunsten des Wachstums, erlangt die Zelle die Fähigkeit, sich unbegrenzt zu teilen, und ihre Nachkommen bilden nach und nach eine Zellmasse: den Tumor.

Diese Transformation erfolgt nicht schlagartig. Bei jeder Zellteilung besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Mutationen, die sich nach und nach und nahezu zufällig ansammeln. Die meisten dieser Mutationen haben nur geringe funktionelle Bedeutung, einige betreffen jedoch Gene, die für die Kontrolle der Zellteilung grundlegend sind. Die Ansammlung von etwa fünf bis zehn dieser Schlüsselmutationen kann die maligne Transformation abschließen und eine Zellpopulation hervorbringen, die sich ohne normale Kontrolle unkontrolliert vermehren kann.

Das Tumorwachstum verändert sich im Laufe seiner Entwicklung. Anfangs, wenn der Tumor klein ist und ausreichend Platz und Nährstoffe zur Verfügung stehen, kann er annähernd exponentiell wachsen: Mit zunehmender Zellzahl steigt auch das absolute Wachstum. Später treten Einschränkungen in Bezug auf Nährstoffe, Platz und Immunantwort auf, und das Wachstum verlangsamt sich und nähert sich allmählich einem Limit. Es gibt ein Zwischenstadium, etwa bei einem Drittel der maximalen Tumorgröße, in dem das Tumorwachstum seinen Höhepunkt erreicht. Vor diesem Stadium ist das Wachstum erhöht, danach verringert es sich, obwohl die Tumormasse weiter wächst.

Ab einer bestimmten Größe entfernen sich die Zellen in den zentralen Bereichen von den Blutgefäßen und erhalten weniger Sauerstoff, was zu intratumoraler Hypoxie führt. Dieser Sauerstoffmangel aktiviert molekulare Mechanismen, die gleichzeitig die Bildung neuer Blutgefäße, Veränderungen im Energiestoffwechsel und eine erhöhte Resistenz gegen programmierten Zelltod fördern. Die daraus resultierende Angiogenese versorgt den Tumor mit eigenen Blutgefäßen, wodurch er Nährstoffmangel teilweise überwinden und weiterwachsen kann.

Hypoxie hat auch therapeutische Konsequenzen. Tumorzellen mit geringer Sauerstoffverfügbarkeit können resistenter gegen Strahlentherapie sein, da Sauerstoff die Wirksamkeit der Strahlenschäden erhöht. Somit können dieselben Bedingungen, die die Anpassung und das Fortschreiten des Tumors begünstigen, auch seine Behandlung behindern.

Während ihres Wachstums können sich einige maligne Zellen vom ursprünglichen Tumor ablösen, in Blut- oder Lymphgefäße gelangen und andere Organe erreichen, wodurch Metastasen entstehen. Die Ausbreitung hängt mit der äußeren Oberfläche des Tumors zusammen, wo er mit Ausbreitungswegen in Kontakt kommt, die es Zellen ermöglichen, zu entkommen. Da die Oberfläche bei wachsender Geschwulst langsamer zunimmt als das Volumen, verdoppelt sich die Ausbreitungsfähigkeit eines Tumors nicht proportional mit seiner Größe. Ein großer Tumor hat jedoch absolut gesehen eine größere Oberfläche und bietet daher insgesamt mehr Möglichkeiten zur Metastasierung als ein kleiner.

Die Wachstumsrate variiert enorm zwischen verschiedenen Krebsarten. Einige sehr aggressive Tumoren, wie das Burkitt-Lymphom, können sich innerhalb weniger Tage verdoppeln; viele Brustkrebsarten schaffen dies in einem oder mehreren Monaten, während viele Prostatakrebsarten etwa ein Jahr oder länger benötigen. Diese Unterschiede sind klinisch relevant, da sie bestimmen, wie lange Zeit bleibt, um einen Tumor zu erkennen, bevor er signifikant fortschreitet.

Auch die Proliferationsrate beeinflusst die Behandlung. Einige Chemotherapeutika wirken primär auf sich teilende Zellen, daher hängt ihre Wirksamkeit unter anderem davon ab, welcher Anteil der Tumorzellen sich aktiv teilt. Schnell wachsende Tumoren können einen höheren Anteil an Zellen aufweisen, die für diese Behandlungen empfänglich sind, während langsam wachsende Tumoren eine andere Dynamik zeigen.

Im Allgemeinen hängt das Fortschreiten von Krebs von der Anhäufung von Mutationen ab, die die Proliferationskontrolle stören, von der Wachstumsdynamik der Tumorzellpopulation, von Platz- und Nährstoffmangel, von der Anpassung an Hypoxie durch Angiogenese und Stoffwechselveränderungen sowie von der Fähigkeit der Zellen, sich auszubreiten und zu metastasieren. Die Geschwindigkeit, mit der diese Prozesse ablaufen, beeinflusst den Zeitpunkt der Diagnose, das Fortschreiten der Erkrankung und das Ansprechen auf spezifische Behandlungen.

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