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Haben Sie sich einmal gefragt, was unser Körper mit alten Zellbestandteilen macht? Im Prinzip das Gleiche, was unser Magen-Darm-Trakt tut – er verdaut diese. Diesen Vorgang nennt man Autophagie. Mittels Autophagie hält der Körper eine Balance zwischen Auf- und Abbauprozessen im Körper. Die Autophagie ist wie die Apoptose, die häufigste Form des programmierten Zelltodes, eine Antwort der Zelle auf Stress. Zellen, welche einen Fehler aufweisen oder nicht mehr benötigt werden, wie beispielsweise die Schwimmhäute zwischen den Fingern, welche bei menschlichen Embryonen noch zu finden sind, werden komplett abgebaut. Lange Zeit war unklar, ob der Prozess der Autophagie die Apoptose direkt auslösen kann. Im Jahr 2006 zeigten Prof. Simon und seine Gruppe, dass die Spaltung des Proteins ATG (Autophagy-related gene) 5 durch das Enzym Calpain den programmierten Zelltod auslöst. ATG5 nimmt daher eine wichtige Rolle bei der Autophagie und der Apoptose ein. Bereits damals erkannten die Forscher die Wichtigkeit dieser Entdeckung für klinische Anti-Krebstherapien.
«Tumorzellen des schwarzen Hautkrebs zeigen eine verminderte Selbstverdauung. Dadurch kann sich der Tumor schneller etablieren», erklärt Prof. Simon. Die Forscher fanden im Jahr 2013 anhand von Zellkulturen heraus, dassATG5 der Grund für die verminderte Autophagie in diesen Krebszellen ist. Eine retrospektive Studie an 194 Hautkrebspatienten bestätigte dies. «Die Bindung von übermässig vielen Methylgruppen an den Promotor des ATG5-Gens reduziert dessen Aktivität und ermöglicht damit die Tumorentstehung», fügt Prof. Simon an. Es gilt daher Substanzen zu finden, welche die ATG5-Genexpression in Pigmentzellen wieder anregen und dadurch die Ausbildung eines Melanoms verhindern. Solche Substanzen werden gegenwärtig im Team um Prof. Simon getestet.
Eine Chemotherapie reicht in den meisten Fällen nicht aus, um Krebs zu besiegen. Daher ist häufig eine zusätzliche Bestrahlung notwendig, um die entarteten Zellen zu zerstören. Tumorzellen nutzen den Prozess der Autophagie, um die Chemotherapie zu überstehen: Manche geschädigte Tumorzellen treten in den Zustand der «mitotischen Katastrophe», in dem die Zellteilung nicht zu Ende geführt wird. «Wir konnten einen direkten Zusammenhang zwischen Autophagie und mitotischer Katastrophe finden», betont Prof. Simon. Die Forscher fanden heraus, dass Zellen, welche sich infolge von Chemotherapie in mitotischer Katastrophe befinden, durch Autophagie-hemmende Substanzen direkt in die Apoptose getrieben werden. «Die getesteten Substanzen ermöglichten die Aktivierung von Proteasen, welche in den Tumorzellen dafür sorgten, dass der programmierte Zelltod aktiviert wird», ergänzt Prof. Simon.
Prof. Dr. Dr. Hans-Uwe Simon wurde 1958 in Eisenach geboren. Nach seinem Medizinstudium an der Universität Jena forschte er als Postdoktorand im Bereich Immunologie an Kliniken der University of Toronto, dem Mount Sinai Hospital und dem Toronto General Hospital. Später zog es ihn an die Universität Zürich, wo er zunächst als Projektleiter und später als stellvertretender Direktor des Swiss Institute of Allergy and Asthma Research tätig war. Der zweite Doktortitel wurde Prof. Simon im Jahr 2001 für seine Forschungsarbeit an der University of Jerusalem verliehen. Seit dem Jahr 2000 ist Prof. Simon ordentlicher Professor an der Universität Bern und Direktor des Instituts für Pharmakologie. Seit 2012 ist er zusätzlich als Vizedekan für Forschung an der Medizinischen Fakultät tätig. Prof. Simon wurde für das kommende Studienjahr als Gastprofessor an die Universität Rom berufen. Er ist Mitglied der deutschen Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Schweizerischen Akademie für Medizinische Wissenschaften.