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Krebs ist eine Stoffwechselentgleisung, sagte Otto Warburg bereits 1924. Nun zeigt sich, dass er vielleicht Recht hatte: Späte Anerkennung für einen Querdenker

Otto Heinrich Warburg würde sich sicher freuen, wenn er wüsste, dass seine Theorie zur Krebsentstehung derzeit eine Renaissance erlebt. 1970 starb der berühmte Physiologe, der am Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin-Dahlem tätig war, im Alter von 86 Jahren. Bis ins hohe Alter soll er von seiner Idee überzeugt gewesen sein: Ihr zufolge unterscheiden sich Krebszellen durch eine schwächere Zellatmung von gesunden Zellen. 1924 formulierte er diese Theorie, die als Warburg-Hypothese bekannt ist.Der Forscher nahm an, dass die Stoffwechselveränderungen in Krebszellen nicht nur Symptom, sondern Ursache des aggressiven Wachstums von Tumorzellen seien. Bis in die 70er-Jahre hinein war seine Behauptung umstritten. Dann geriet sie mit dem Aufkommen von neuen Theorien in Vergessenheit.Nach mehr als achtzig Jahren scheint es nun an der Zeit, die Warburg-Hypothese aus ihrem wissenschaftlichen Dornröschenschlaf zu erlösen. Forscher der Universität Jena und des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke, sowie der Berliner Charité haben nämlich Hinweise darauf gefunden, dass krebsartiges Wachstum und der Energiestoffwechsel enger miteinander verflochten sind als man bislang angenommen hatte.Was Warburg bereits beobachtet hatte, war die Tatsache, dass Tumorzellen ihre Energie hauptsächlich aus einem als Gärung bezeichneten Stoffwechselvorgang gewinnen - und nicht, wie gesunde Körperzellen, aus der Zellatmung. Beiden Stoffwechselwegen gemeinsam ist der Abbau von Traubenzucker im Rahmen der so genannten Glykolyse. Bei der Gärung ist der Zuckerabbau damit beendet - die bei der Glykolyse anfallenden Produkte werden zu Milchsäure umgewandelt. Im Zuge der Zellatmung wird das Zuckergerüst dagegen weiter abgebaut. Erst für diesen vollständigen Abbau, der als Atmungskette bezeichnet wird und der in den für die Energiegewinnung zuständigen Mitochondrien stattfindet, ist Sauerstoff nötig. Gesunde Körperzellen stellen nur bei Sauerstoffmangel auf Gärung um. Die Zellen untrainierter Muskeln etwa geraten in Sauerstoffnot, wenn sie plötzlich doch einmal beansprucht werden. Der Körper reagiert mit Muskelkater, weil bei der Gärung Milchsäure entsteht. Krebszellen hingegen umgehen die Zellatmung auch dann, wenn ihnen genügend Sauerstoff zur Verfügung steht.Gemeinsam mit seinen Kollegen hat Michael Ristow vom Institut für Ernährungswissenschaften der Universität Jena nun Hinweise darauf gefunden, dass auch ein umgekehrter Zusammenhang besteht: Ihren Untersuchungen zufolge treibt die Unterdrückung der Zellatmung auch bislang unauffällige Zellen dazu an, sich tumorartig zu vermehren. Diesen Nachweis war Otto Warburg schuldig geblieben.Ristow und sein Team veränderten menschliche Dickdarmkrebs-Zellen genetisch so, dass sie ungewöhnlich große Mengen von Frataxin produzierten. Dieses Eiweiß ist an der Gewinnung von Zellenergie beteiligt. Indem sie Frataxin übermäßig aktivierten, zwangen die Jenaer Forscher die Darmkrebszellen quasi zur Zellatmung. Wie sie im Journal of Biological Chemistry berichten, wuchsen die so veränderten Zellen im Reagenzglas deutlich langsamer. Im Körper abwehrgeschwächter Mäuse bildeten die mit Frataxin ausgerüsteten Darmkrebszellen zudem wesentlich kleinere Tumorherde aus als unbehandelte Krebszellen.Bereits im Dezember hatten Ristow und sein Team in der Fachzeitschrift Human Molecular Genetics eine Studie veröffentlicht, welche die Bedeutung von Frataxin ebenfalls unterstreicht. Für diese Arbeit hatten sie die Frataxin-Herstellung in den Leberzellen von Mäusen unterdrückt. In der Folge ging der oxidative Stoffwechsel in der Leber zurück, und die Tiere entwickelten vielfache Lebertumoren. "Offenbar wirkt Frataxin in gesunden Zellen wie ein Tumorsuppressorgen, es unterdrückt also die Entstehung von Krebs", folgert Ristow. Zudem konnte er durch biochemische Untersuchungen belegen, dass Frataxin die Aktivität eines bereits bekannten Tumorsuppressorgens, die p38MAP-Kinase, beeinflusst. Die Grenze zwischen einer reinen Stoffwechselverschiebung, die Otto Warburg in Unkenntnis der modernen Genetik als Krebsursache angesehen hatte, und genetischen Defekten - sie gelten heute als Ursache für die Entartung von Zellen - verschwimmt damit.Obwohl sie nie als bestätigt galt, war die Warburg-Hypothese auch in den letzten Jahrzehnten nicht ganz ohne Anhänger. Allerdings berief sich zuletzt nur eine kleine Schar Alternativmediziner darauf. Ihrer Ansicht nach lassen sich alle Arten von Tumoren allein mithilfe einer Sauerstofftherapie oder einer strikten Diät bekämpfen. Manche dieser Diäten, wie etwa die Öl-Eiweiß-Diät nach Johanna Budwig, sind sehr einseitig und werden wegen der Gefahr von Mangelerscheinungen von vielen Medizinern als problematisch bewertet.Als Werbung für extreme Ernährungsformen möchte Michael Ristow seine Arbeit keinesfalls interpretiert wissen. "Eine Therapie auf Ernährungsbasis wäre zwar eine elegante Lösung", sagt er. Auf diesem Weg sei bisher jedoch kein positives Ergebnis erzielt worden. Einen genetischen Eingriff, wie er ihn im Experiment an den Dickdarmzellen vorgenommen hat, schließt er als Therapievariante allerdings auch aus. Am ehesten sei es denkbar, die Frataxin-Aktivität - und damit den Zellstoffwechsel - medikamentös zu beeinflussen.Mit der Suche nach entsprechenden Wirkstoffen wollen die Jenaer Forscher nun beginnen. Außerdem möchten Ristow und seine Kollegen herausfinden, ob Frataxin auch in spontan auftretenden Tumoren ausgeschaltet ist. Um diese Frage zu klären, arbeiten die Forscher mit Pathologen zusammen, die Tumorproben zur Verfügung stellen. "Wir haben eine Reihe von Krebsarten untersucht", sagt Ristow. "In keiner dieser Proben war Frataxin aktiv."Ob die Beeinträchtigung der Zellatmung tatsächlich Tumoren neu entstehen lässt oder lediglich deren Wachstum fördert, lässt sich auch mithilfe der Jenaer Experimente nicht eindeutig bestimmen. Für Michael Ristow ist dies letztlich von untergeordneter Bedeutung. "Man geht heute davon aus, dass beinahe jeder ältere Mensch einige Krebszellen in sich trägt", sagt er. Winzige, nur langsam wachsende Tumoren bleiben jedoch in der Regel unbemerkt: Sie stören die gesunden Körperfunktionen nicht, verursachen keine Schmerzen und sind noch nicht einmal tastbar.Ob man im eigentlichen Sinne krebskrank wird oder nicht, hängt also von der Wachstumsgeschwindigkeit der Tumorzellen ab. "Als Therapie kann es ausreichen, dieses Tempo zu drosseln", folgert Michael Ristow. Allzu große Hoffnungen auf eine wirksame Tumorbehandlung möchte er jedoch auf keinen Fall wecken: Im Idealfall werde man wohl frühestens in zehn Jahren wissen, ob der neuartige Behandlungsansatz auf krebskranke Menschen übertragbar sei.Journal of Biological Chemistry, Bd. 281, S. 977Human Molecular Genetics, Bd. 14, S. 3857------------------------------Der Kaiser von DahlemOtto Heinrich Warburg war einer der bekanntesten Forscher seiner Zeit. In akribischer Manier entschlüsselte er den Mechanismus der Zellatmung und entdeckte das für diesen Vorgang wichtigste Enzym, die Cytochrom-Oxidase. In den auch als Kraftwerke der Zellen bezeichneten Mitochondrien ist dieses Enzym dafür zuständig, Elektronen auf Sauerstoff zu übertragen, der dabei zu Wasser ungewandelt wird.Die Zellatmung liefert einen Großteil der Energie, den die Zelle zum Leben benötigt. Für diese grundlegenden biochemischen Entdeckungen erhielt Warburg, der nahezu sein gesamtes Forscherleben am Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin-Dahlem verbrachte, 1931 den Medizin-Nobelpreis.Das Hauptinteresse des Physiologen lag in der Krebsforschung. Aus der Beobachtung heraus, dass Krebszellen weniger Zellatmung betreiben als gesunde Zellen, leitete Otto Warburg 1924 eine Hypothese zur Krebsentstehung ab. (beh.)------------------------------Foto: Ein Bild aus den 60er-Jahren: Otto Warburg in seinem Labor am Max-Planck-Institut für Zellphysiologie in Dahlem. Der Gelehrte erhielt 1931 den Nobelpreis.