Krebszellen vs. normale Zellen: Wie unterscheiden sie sich? (2023)

Es sind diese Unterschiede, die dafür verantwortlich sind, dass Krebstumore anders wachsen und anders auf ihre Umgebung reagieren als gutartige Tumore.

Wachstum

Normale Zellen hören auf zu wachsen (sich zu vermehren), wenn genügend Zellen vorhanden sind. Wenn beispielsweise Zellen produziert werden, um einen Schnitt in der Haut zu reparieren, werden keine neuen Zellen mehr produziert, wenn genügend Zellen vorhanden sind, um das Loch zu füllen (wenn die Reparaturarbeiten abgeschlossen sind).

Im Gegensatz dazu hören Krebszellen nicht auf zu wachsen, wenn genügend Zellen vorhanden sind. Krebszellen vermehren sich schnell, bevor sie reifen können. Diese fortgesetzte Replikation führt häufig zur Bildung eines Tumors (einer Ansammlung von Krebszellen).

Jedes Gen im Körper trägt einen Bauplan, der für ein anderes Protein kodiert. Einige dieser Proteine ​​sind Wachstumsfaktoren – Chemikalien, die Zellen anweisen, zu wachsen und sich zu teilen.

Wenn das Gen, das für eines dieser Proteine ​​kodiert, durch eine Mutation (anOnkogen) werden die Wachstumsfaktorproteine ​​weiterhin produziert. Als Reaktion darauf wachsen die Zellen weiter.

Kommunikation

Krebszellen interagieren nicht wie normale Zellen mit anderen Zellen. Normale Zellen reagieren auf Signale, die von anderen Zellen in der Nähe gesendet werden und sagen: „Sie haben Ihre Grenze erreicht.“ Wenn normale Zellen diese Signale „hören“, hören sie auf zu wachsen. Krebszellen reagieren nicht auf diese Signale.

Zellreparatur und Zelltod (Homöostase)

Homöostase ist die Art und Weise des Körpers, sicherzustellen, dass alle seine Prozesse ordnungsgemäß funktionieren. Die Homöostase ist ein Bereich, in dem sich normale Zellen und Krebszellen stark unterscheiden.

Um die Homöostase aufrechtzuerhalten, werden normale Zellen entweder repariert oder sterben abApoptose), wenn sie beschädigt sind oder alt werden. Krebszellen werden entweder nicht repariert oder durchlaufen keine Apoptose.

Beispielsweise hat ein Protein namens p53 die Aufgabe, zu prüfen, ob eine Zelle zu stark geschädigt ist, um repariert zu werden, und wenn ja, der Zelle den Befehl zu geben, sich selbst zu töten. Wenn dieses Protein p53 abnormal oder inaktiv ist (z. B. aufgrund einer Mutation imp53-Gen), dann können sich alte oder beschädigte Zellen vermehren.

Das p53-Gen ist eine Art Tumorsuppressorgen, das für Proteine ​​kodiert, die das Zellwachstum unterdrücken.

Klebrigkeit

Normale Zellen scheiden Substanzen aus, die dafür sorgen, dass sie zu einer Gruppe zusammenhalten. Krebszellen sind nicht in der Lage, diese Substanzen zu produzieren, und können an Orte in der Nähe oder über den Blutkreislauf „wegschwimmen“.System der Lymphkanälein entfernte Regionen im Körper.

Ausbreitung

Normale Zellen bleiben in der Körperregion, wo sie hingehören. Beispielsweise verbleiben Lungenzellen in der Lunge. Einigen Krebszellen fehlen möglicherweise die Adhäsionsmoleküle, die Klebrigkeit verursachen, und sie können sich ablösen und über den Blutkreislauf und das Lymphsystem in andere Körperregionen wandern – sie haben die Fähigkeit, sich auszubreiten (metastasieren).

Sobald sie in einer neuen Region ankommen (zLymphknoten, der Lunge, der Leber oder den Knochen) beginnen sie zu wachsen und bilden oft Tumore, die weit vom ursprünglichen Tumor entfernt sind.

Aussehen

Unter dem Mikroskop können normale Zellen und Krebszellen ganz unterschiedlich aussehen. Im Gegensatz zu normalen Zellen weisen Krebszellen oft eine viel größere Variabilität der Zellgröße auf – einige sind größer als normal und andere kleiner als normal.

Darüber hinaus weisen Krebszellen häufig eine abnormale Form auf – sowohl die Zelle als auch die FormKern(das „Gehirn“ der Zelle.) Der Zellkern erscheint sowohl größer als auch dunkler als normale Zellen.

Der Grund für die Dunkelheit ist, dass der Kern von Krebszellen überschüssige DNA enthält. Aus der Nähe betrachtet weisen Krebszellen oft eine abnormale Anzahl aufChromosomendie ungeordnet angeordnet sind.

Reifung

Normale Zellen reifen. Da Krebszellen schnell wachsen und sich teilen, bevor die Zellen vollständig ausgereift sind, bleiben sie unreif. Ärzte verwenden den Begriffundifferenziertzur Beschreibung unreifer Zellen (im Gegensatz zu differenziert zur Beschreibung reiferer Zellen).

Eine andere Möglichkeit, dies zu erklären, besteht darin, Krebszellen als Zellen zu betrachten, die nicht „erwachsen“ werden und sich auf erwachsene Zellen spezialisieren. Der Reifegrad der Zellen entspricht dem Grad der Krebserkrankung. Krebserkrankungen werden auf einer Skala von 1 bis 3 eingestuft, wobei 3 die aggressivste ist.

Umgehung des Immunsystems

Wenn normale Zellen geschädigt werden, wird das Immunsystem (über Zellen genanntLymphozyten) identifiziert und entfernt sie.

Krebszellen sind in der Lage, dem Immunsystem lange genug zu entkommen (auszutricksen), um sich zu einem Tumor zu entwickeln, indem sie entweder der Entdeckung entgehen oder Chemikalien absondern, die die Immunzellen inaktivieren, die auf den Plan treten. Einige der neuerenMedikamente zur ImmuntherapieBefassen Sie sich mit diesem Aspekt von Krebszellen.

Funktion

Normale Zellen erfüllen die Funktion, die sie erfüllen sollen, wohingegen Krebszellen möglicherweise nicht funktionsfähig sind.

Zum Beispiel normalweiße Blutkörperchenhelfen, Infektionen abzuwehren. InLeukämie, kann die Anzahl der weißen Blutkörperchen sehr hoch sein, aber da die krebsartigen weißen Blutkörperchen nicht so funktionieren, wie sie sollten, besteht für Menschen ein höheres Infektionsrisiko, selbst wenn die Anzahl der weißen Blutkörperchen erhöht ist.

Dasselbe kann auch für hergestellte Stoffe gelten. Beispielsweise produzieren normale Schilddrüsenzellen Schilddrüsenhormone. Krebsartige Schilddrüsenzellen(Schilddrüsenkrebs) produziert möglicherweise kein Schilddrüsenhormon. In diesem Fall fehlt dem Körper möglicherweise genügend Schilddrüsenhormon (Hypothyreose) trotz einer erhöhten Menge an Schilddrüsengewebe.

Blutversorgung

Angiogeneseist der Prozess, durch den Zellen Blutgefäße anziehen, um zu wachsen und das Gewebe zu ernähren. Normale Zellen durchlaufen einen Prozess namens Angiogenese nur im Rahmen des normalen Wachstums und der normalen Entwicklung und wenn neues Gewebe benötigt wird, um beschädigtes Gewebe zu reparieren.

Krebszellen durchlaufen eine Angiogenese, auch wenn kein Wachstum erforderlich ist. Eine Art der Krebsbehandlung umfasst den Einsatz von Angiogenese-Inhibitoren – Medikamenten, die die Angiogenese im Körper blockieren, um das Wachstum von Tumoren zu verhindern.

Wie werden Zellen krebsartig?

Im Körper gibt es Proteine, die das Zellwachstum regulieren. DeinDNAträgt Gene, die den Bauplan für die im Körper produzierten Proteine ​​darstellen.

Einige dieser Proteine ​​sind Wachstumsfaktoren – Chemikalien, die Zellen anweisen, sich zu teilen und zu wachsen. Andere Proteine ​​stoppen (unterdrücken) das Wachstum.

Mutationen in bestimmten Genen – beispielsweise solche, die durch Tabakrauch, Strahlung, ultraviolette Strahlung und andere Karzinogene verursacht werden – können zu einer abnormalen Produktion von Proteinen führen.Möglicherweise werden zu viele produziert oder nicht genug. Manchmal sind die Proteine ​​abnormal und funktionieren anders.

Normalerweise teilen sich im Körper jeden Tag etwa drei Milliarden Zellen. Wenn während einer dieser Teilungen „Unfälle“ bei der Reproduktion dieser Zellen passieren (z. B. durch Gene oder Umwelteinflüsse verursacht).Karzinogene), kann es zu einer Zelle kommen, die stärker mutieren und sich zu einer Krebszelle entwickeln kann.

Allerdings gibt es mehrere „Kontrollpunkte“, die umgangen werden müssen, damit eine Zelle krebsartig wird:

• Die Zelle muss über Wachstumsfaktoren verfügen, die sie zum Wachstum anregen, auch wenn kein Wachstum erforderlich ist.
• Die Zellen müssen Proteinen ausweichen, die die Zellen dazu bringen, ihr Wachstum einzustellen und abzusterben, wenn sie abnormal werden.
• Die Zelle muss den Signalen anderer Zellen ausweichen,
• Die Zellen müssen die normale „Klebrigkeit“ (Adhäsionsmoleküle) verlieren, die normale Zellen produzieren.

Ein tieferer Einblick in die technischen Unterschiede

Diese Liste enthält weitere Unterschiede zwischen gesunden Zellen und Krebszellen.

Wachstumsunterdrückern ausweichen

Normale Zellen werden durch Wachstumssuppressoren (Tumorsuppressoren) kontrolliert. Es gibt drei Haupttypen von Tumorsuppressorgenen, die für Proteine ​​kodieren, die das Wachstum unterdrücken.

• Ein Typ weist die Zellen an, langsamer zu werden und die Teilung einzustellen.
• Ein anderer Typ ist für die Behebung von Veränderungen in beschädigten Zellen verantwortlich.
• Ein dritter Typ ist für die oben erwähnte Apoptose verantwortlich.

Mutationen, die dazu führen, dass eines dieser Tumorsuppressorgene inaktiviert wird, ermöglichen das ungehinderte Wachstum von Krebszellen.

Invasivität

Normale Zellen hören auf Signale benachbarter Zellen und hören auf zu wachsen, wenn sie in benachbarte Gewebe eindringen (sogenannte Kontakthemmung). Krebszellen ignorieren diese Zellen und dringen in umliegendes Gewebe ein.

Gutartige (nicht krebsartige) Tumoren haben eine faserige Kapsel. Sie können gegen nahegelegenes Gewebe drücken, aber sie dringen nicht in andere Gewebe ein bzw. vermischen sich nicht mit diesen.

Krebszellen hingegen respektieren keine Grenzen und dringen in Gewebe ein. Dies führt zu fingerähnlichen Vorsprüngen, die häufig bei radiologischen Untersuchungen von Krebstumoren beobachtet werden. Das Wort Krebs kommt tatsächlich vom lateinischen Wort für Krabbe, das die krabbenartige Invasion von Krebserkrankungen in benachbarte Gewebe beschreibt.

Energiequelle

Normale Zellen erhalten den größten Teil ihrer Energie (in Form eines Moleküls namens ATP) durch einen Prozess namens Krebs-Zyklus und nur einen kleinen Teil ihrer Energie durch einen anderen Prozess namensGlykolyse.

Viele Arten von Krebszellen produzieren ihre Energie durch Glykolysetrotz der Anwesenheit von Sauerstoff (Warburg-Phänomen). Daher ist die Argumentation hinter der hyperbaren Sauerstofftherapie fehlerhaft. Manchmal kann hyperbarer Sauerstoff das Krebswachstum auslösen.

Sterblichkeit/Unsterblichkeit

Normale Zellen sind tödlich, das heißt, sie haben eine Lebensdauer. Zellen sind nicht darauf ausgelegt, ewig zu leben, und genau wie die Menschen, in denen sie vorkommen, altern Zellen. Forscher beginnen, sich mit etwas namens „Telomere, Strukturen, die die DNA am Ende der Chromosomen zusammenhalten, wegen ihrer Rolle bei Krebs.

Eine der Wachstumsbeschränkungen normaler Zellen ist die Länge der Telomere. Bei jeder Zellteilung werden die Telomere kürzer. Wenn die Telomere zu kurz werden, kann sich eine Zelle nicht mehr teilen und die Zelle stirbt ab.

Krebszellen haben einen Weg gefunden, Telomere zu erneuern, damit sie sich weiter teilen können. Ein Enzym namens Telomerase verlängert die Telomere, sodass sich die Zelle unbegrenzt teilen kann – und so im Wesentlichen unsterblich wird.

Fähigkeit zum „Verstecken“

Viele Menschen fragen sich, warum Krebs Jahre und manchmal Jahrzehnte, nachdem er verschwunden zu sein scheint, erneut auftreten kann (insbesondere bei Tumoren wie zÖstrogenrezeptor-positiver Brustkrebs). Es gibt verschiedene Theorien darüber, warum Krebs erneut auftreten kann.

Im Allgemeinen geht man davon aus, dass es eine Hierarchie von Krebszellen gibt, wobei einige Zellen (Krebsstammzellen) die Fähigkeit besitzen, einer Behandlung zu widerstehen und inaktiv zu bleiben. Dies ist ein aktives Forschungsgebiet und äußerst wichtig.

Genomische Instabilität

Normale Zellen haben normale DNA und eine normale Anzahl an Chromosomen. Krebszellen haben oft eine abnormale Anzahl an Chromosomen und die DNA wird zunehmend abnormal, wenn sie eine Vielzahl von Mutationen entwickelt.

Einige davon sind Treibermutationen, was bedeutet, dass sie die Umwandlung der Zelle in eine Krebszelle vorantreiben. Viele der Mutationen sind Passagiermutationen, das heißt, sie haben keine direkte Funktion für die Krebszelle.

Bei einigen Krebsarten ist die Bestimmung, welche Treibermutationen vorhanden sind (durchGentest) ermöglicht Anbietern den Einsatz gezielter Medikamente, die speziell auf das Krebswachstum abzielen.

Die Entwicklung gezielter Therapien wie EGFR-Inhibitoren gegen Krebserkrankungen mitEGFR-Mutationenist einer der am schnellsten wachsenden und fortschrittlichsten Bereiche der Krebsbehandlung.

Können sich Krebszellen von anderen Krebszellen unterscheiden?

Angesichts der vielen Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen fragen Sie sich vielleicht, ob es Unterschiede zwischen Krebszellen selbst gibt. Dass es möglicherweise eine Hierarchie von Krebszellen gibt – einige haben unterschiedliche Funktionen als andere – ist die Grundlage für die oben diskutierten Diskussionen über Krebsstammzellen.

Wissenschaftler verstehen immer noch nicht, wie Krebszellen sich scheinbar jahrelang oder jahrzehntelang verstecken und dann wieder auftauchen können. Einige glauben, dass die „Generäle“ in der Hierarchie der Krebszellen, die als Krebsstammzellen bezeichnet werden, möglicherweise resistenter gegen Behandlungen sind und die Fähigkeit haben, inaktiv zu bleiben, wenn andere Soldatenkrebszellen durch Behandlungen wie Chemotherapie eliminiert werden.

Wir behandeln derzeit alle Krebszellen in einem Tumor als identisch, aber es ist wahrscheinlich, dass künftige Behandlungen einige der Unterschiede in den Krebszellen in einem einzelnen Tumor berücksichtigen werden.

Zusammenfassung

Einige der Unterschiede zwischen normalen Zellen und Krebszellen sind gut bekannt, während andere erst kürzlich entdeckt und weniger gut verstanden wurden.

Viele Menschen sind frustriert und fragen sich, warum wir noch keinen Weg gefunden haben, alle Krebsarten im Keim zu ersticken. Das Verständnis der vielen Veränderungen, die eine Zelle auf dem Weg zur Krebszelle durchläuft, kann helfen, einen Teil der Komplexität zu erklären. Es gibt nicht einen Schritt, sondern viele, die derzeit auf unterschiedliche Weise angegangen werden.

Für Forscher bildet das Verständnis, wie Krebszellen anders funktionieren als normale Zellen, die Grundlage für die Entwicklung von Behandlungen, die den Körper von Krebszellen befreien, ohne normale Zellen zu schädigen.

Darüber hinaus handelt es sich bei Krebs nicht um eine einzelne Krankheit, sondern um Hunderte verschiedener Krankheiten. Und selbst zwei Krebsarten, die hinsichtlich Art und Stadium gleich sind, können sich sehr unterschiedlich verhalten. Wenn in einem Raum 200 Menschen mit der gleichen Krebsart und dem gleichen Stadium wären, hätten sie aus molekularer Sicht 200 verschiedene Krebsarten.

Ein Wort von Verywell

Je mehr man darüber erfährt, was eine Krebszelle zu einer Krebszelle macht, desto mehr Erkenntnisse gewinnt man darüber, wie man diese Zelle daran hindern kann, sich zu vermehren – und vielleicht sogar überhaupt den Übergang zur Krebszelle zu schaffen.

Auf diesem Gebiet werden bereits Fortschritte erzielt, da gezielte Therapien entwickelt werden, die in ihrem Mechanismus zwischen Krebszellen und normalen Zellen unterscheiden.

Ebenso spannend ist die Forschung zur Immuntherapie, da Experten Wege finden, das Immunsystem dazu zu „stimulieren“, das zu tun, was es bereits zu tun weiß: Eindringlinge zu finden und zu eliminieren.

Das Herausfinden der Art und Weise, wie Krebszellen sich „verkleiden“ und verstecken, hat bei manchen Menschen mit den am weitesten fortgeschrittenen soliden Tumoren zu besseren Behandlungen und in seltenen Fällen zu vollständigen Remissionen geführt.