Experten der University of California San Diego und internationaler Partner haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht: Ringförmige extrachromosomale DNA (ecDNA) – donut-förmig wie ein US-amerikanischer Doughnut – treibt Krebszellen zu höherer Aggressivität und Resistenz gegen Therapien an.
In humanen Tumorzellen finden Forscher diese ecDNA-Kreise häufig. Im Gegensatz zur normalen menschlichen DNA, die als gewundene Doppelhelix ähnelt einer Leiter und straff in Zellkernen um Proteinkomplexe gewickelt ist, bietet ecDNA eine offenere Struktur.
Zellen aktivieren Gene, indem Enzyme DNA-Abschnitte entfalten – vergleichbar mit dem Lesen einer halb geöffneten Schriftrolle, bei dem nur Teile zugänglich sind.
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Krebszellen teilen Ähnlichkeiten mit Bakterien, deren ringförmige DNA leicht zugänglich ist. Diese Struktur ermöglicht mehr Punkte für schnelle Gen-Transkription, sodass Zellen massiv Wachstumsfaktoren produzieren können. Gleichzeitig passen sie sich rasch an Umweltveränderungen, Chemotherapie oder Bestrahlung an und evolieren schneller.
Die Studie entstand in Kooperation der University of California San Diego, des Ludwig Institute for Cancer Research (UC San Diego), der Stanford University und des Howard Hughes Medical Institute.
Prof. Paul S. Mischel, Pathologie-Experte an der UC San Diego School of Medicine und Co-Seniorautor, betont: „Diese einzigartige Form in menschlichen Krebszellen unterscheidet sich grundlegend von normaler DNA. Sie revolutioniert unser Verständnis der 3D-Organisation von Krebsgenom und -epigenom und erklärt mechanistisch die extreme Aggressivität bestimmter Tumore.“
EcDNA galt lange als Rarität, wird nun jedoch in bis zu der Hälfte aller Krebsarten nachgewiesen. Bei Zellteilung verteilt sie sich zufällig, was heterogenere Nachkommen erzeugt und Evolution beschleunigt – statt identischer Kopien.
Die Ergebnisse erscheinen in der renommierten Fachzeitschrift Nature.