Warum entwickeln Wale keinen Krebs, und warum sollte uns das interessieren?

Obwohl Forscher wissen, dass das Krebsrisiko mit dem Alter und der Gewichtszunahme eines Menschen steigt, ist dieser Zusammenhang bei Walen, den größten Säugetieren der Welt, nicht gegeben. Tatsächlich gehören sie zu den Tieren, die am seltensten an Krebs erkranken. Neue Forschungen wollen herausfinden, warum das so ist.

Im Kern beginnt Krebs, wenn Zellen abnormal mutieren und anfangen, unkontrolliert zu wachsen und sich zu teilen, und zwar in einer Weise, die die normale Funktion ihrer biologischen Umgebung stört.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Krebs die zweithäufigste Todesursache auf globaler Ebene, von der weltweit Millionen von Menschen jeden Alters betroffen sind.

Einige Forscher haben argumentiert, dass die Krankheiten, die unter den Begriff Krebs fallen, in der modernen Welt weiter verbreitet sind, was größtenteils auf Faktoren wie Umweltverschmutzung und andere durch menschliches Handeln verursachte Umweltveränderungen zurückzuführen ist. Dennoch zeigen viele Studien, dass Menschen schon seit Tausenden von Jahren an Krebs erkranken.

Der früheste Fall von Krebs, den Forscher bisher dokumentieren konnten, trat bei einem Hominin (früher Vorfahre des Menschen) auf, dessen Überreste 1,7 Millionen Jahre zurückliegen. Die Forscher fanden diese Überreste in einer südafrikanischen Höhle, und sie erbrachten den Beweis für ein Osteosarkom, eine aggressive Art von Knochenkrebs, in der Frühzeit der Menschheit.

Doch der Mensch und seine Vorfahren sind nicht die einzigen Tiere, die im Laufe der Geschichte von Krebs betroffen waren. Anekdotisch betrachtet ist Krebs die häufigste Todesursache bei Katzen und Hunden, und auch einige Vögel, Reptilien und Fische – in Gefangenschaft und in freier Wildbahn – können an Krebs erkranken.

Außerdem erkrankten nach jüngsten Erkenntnissen sogar Dinosaurier manchmal an Krebs.

Alter, Gewicht und Krebsrisiko

Experten erklären, dass das Alter und das Gewicht eines Menschen sein Risiko, an Krebs zu erkranken, erhöhen können. Das macht Sinn, denn je länger jemand lebt, desto mehr Zeit haben die Zellen, um zu mutieren, und je älter der Körper wird, desto anfälliger sind die Zellen für Mutationen.

Auch je mehr eine Person wiegt, und einige Wissenschaftler vermuten sogar, je größer sie ist, desto mehr Zellen gibt es, die einer Mutation unterliegen können.

Diese Korrelationen gelten jedoch nicht gleichmäßig für alle Arten im Tierreich. Tatsächlich ist es bei einigen Tieren extrem unwahrscheinlich, dass sie Krebs entwickeln, obwohl sie sehr groß und langlebig sind.

Elefanten, Schweinswale und Wale haben eine unglaublich niedrige Krebsrate. Forscher haben sich gefragt, warum das so ist, und überlegt, ob die Resistenz dieser Tiere gegenüber Krebs dem Menschen helfen könnte, die Krankheit besser zu verstehen und zu bekämpfen.

Eine im letzten Jahr veröffentlichte Studie, über die auf berichtet wurde, könnte die Antwort im Fall der Elefanten gefunden haben. Es stellte sich heraus, dass diese großen Dickhäuter ein tumorunterdrückendes Gen besitzen, das es ihrem Körper ermöglicht, die Entstehung von Krebs zu verhindern.

Auch Menschen haben dieses Gen. Doch während Menschen nur eine Kopie davon haben, besitzen Elefanten bis zu 20 Kopien.

Und was ist mit Walen? Ein Team von Forschern der Northern Arizona University in Flagstaff, der Arizona State University in Tempe und anderen kooperierenden Institutionen glaubt, dass die Antwort einmal mehr in den Genen dieser Wassersäugetiere liegen könnte.

Warum Krebs die Wale nicht befällt

Für diese Studie – deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift Molekularbiologie und Evolution – erscheinen, erhielten die Forscher die Erlaubnis, eine Hautprobe von Salt, einem erwachsenen weiblichen Buckelwal(Megaptera novaeangliae), zu analysieren.

Salt hält sich in den Gewässern vor der Küste von Massachusetts auf, und die Forscher beschlossen, sich auf sie zu konzentrieren, weil andere Wissenschaftler und auch Buckelwalbeobachter sie schon lange beobachten, seit Mitte der 1970er Jahre, um genau zu sein, so dass es keinen Mangel an Daten über sie gibt.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Marc Tollis, Ph.D., einem Assistenzprofessor an der Northern Arizona University, führte eine DNA- und RNA-Sequenzierung an der Hautprobe von Salt durch, um eine Karte ihres Genoms zu erstellen.

Danach verglichen die Forscher diese Daten mit Informationen über den genetischen Aufbau verschiedener Säugetiere, darunter Mitglieder von zehn anderen Walarten, wie dem Blauwal(Balaenoptera musculus), dem Grönlandwal(Balaena mysticetus) und dem Pottwal(Physeter macrocephalus).

Die Analyse der Forscher ergab, dass sich bestimmte genomische Loci (bestimmte Teile des Genoms) bei Walen schneller entwickelt hatten als bei anderen Säugetieren. Konkret handelte es sich dabei um Loci, die Gene enthalten, die den Zellzyklus, die Proliferation und den Prozess der zellinternen DNA-Reparatur regulieren – im Wesentlichen also den Erhaltungsprozess gesunder Zellen.

Tollis und das Team stellen fest, dass die Gene, die für diese Zellerhaltungsprozesse verantwortlich sind, bei menschlichen Krebserkrankungen mutieren.

Ein weiteres Merkmal, das Wale von anderen Säugetieren unterscheidet, ist, dass sie viele Duplikationen von tumorunterdrückenden Genen haben, also von Genen, die verhindern, dass Krebs entsteht und wächst.

„Das deutet darauf hin, dass Wale unter den Säugetieren einzigartig sind, denn um ihre gigantische Größe zu entwickeln, mussten diese wichtigen ‚Housekeeping‘-Gene, die evolutionär konserviert sind und normalerweise Krebs verhindern, mithalten, um die Fitness der Spezies zu erhalten“, erklärt Tollis.

„Wir haben auch herausgefunden, dass, obwohl sich diese krebsrelevanten Teile der Walgenome schneller entwickeln als bei anderen Säugetieren, Wale im Durchschnitt viel weniger DNA-Mutationen in ihren Genomen im Laufe der Zeit angesammelt haben, verglichen mit anderen Säugetieren, was darauf hindeutet, dass sie langsamere Mutationsraten haben“, fährt er fort.

Wie ist diese Forschung für uns relevant?

Warum also untersuchen Forscher Wale und andere Tiere mit extrem niedrigem Krebsrisiko? Ist diese Information überhaupt hilfreich für den Menschen?

Die Autoren der aktuellen Studie argumentieren, dass dies der Fall ist, und zwar in mehr als einer Hinsicht. Zum einen deuten die Informationen, die sie aufgedeckt haben, darauf hin, dass sich viele Arten in der Natur von selbst entwickelt haben, um Krebs in Schach zu halten.

Das bedeutet, dass Forscher durch das Verständnis der Mechanismen, die in diesen Fällen im Spiel sind, in der Zukunft in der Lage sein könnten, präventive Strategien und Anti-Krebs-Therapien zu entwickeln, die bei der Bekämpfung menschlicher Formen von Krebs wirksam sind.

„Die Natur zeigt uns, dass diese Veränderungen der Krebsgene mit dem Leben vereinbar sind. Die nächsten Fragen sind, welche dieser Veränderungen Krebs verhindern, und können wir diese Entdeckungen in die Prävention von Krebs beim Menschen übersetzen?“

Studien-Mitautor Carlo Maley, Direktor des Arizona Cancer and Evolution Center

Gleichzeitig glaubt das Team, dass die Kartierung, wie verschiedene Tierarten Krebs entwickeln, sowie die antionkogenen Mechanismen es uns ermöglichen werden, zu lernen, dass diese Krankheiten eine gemeinsame Bedrohung sind, die schon immer vorhanden war – eine, die wahrscheinlich nicht ohne eine Lösung ist.

„Unser Ziel ist es nicht nur, die Natur dazu zu bringen, uns über bessere Krebstherapien zu informieren, sondern auch der Öffentlichkeit eine neue Perspektive auf Krebs zu geben“, merkt Tollis an und fügt hinzu: „Die Tatsache, dass sich Wale und Elefanten entwickelt haben, um Krebs zu besiegen, und dass auch Dinosaurier daran litten, deutet darauf hin, dass Krebs über viele Millionen Jahre der Evolution ein selektiver Druck war, der uns immer begleitet hat.“

„Unsere Hoffnung ist, dass dies die Beziehung der Menschen zu dieser Krankheit, die schmerzhaft und persönlich sein kann, verändern kann. Es hilft auch, die Artenvielfalt noch besser zu schätzen. In der aktuellen, sechsten Phase des Massenaussterbens brauchen wir alle Gründe für den Naturschutz, die wir bekommen können“, erklärt er.

Für die Zukunft hofft das Forscherteam, diese Arbeit noch weiter voranzutreiben und mit Wal-Zelllinien im Labor zu experimentieren, um ein prototypisches Krebsmedikament zu entwickeln, das auf den biologischen Selbstverteidigungsmechanismen dieser Meeressäuger basiert.