Krebszellen vs. normale Zellen: Wie unterscheiden sie sich?

Es gibt viele Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen. Einige der Unterschiede sind bekannt, während andere erst kürzlich entdeckt wurden und weniger gut verstanden werden. Sie könnten daran interessiert sein, wie unterschiedlich Krebszellen sind, wenn Sie mit Ihrem eigenen Krebs oder dem eines geliebten Menschen fertig werden.

Für die Forscher ist das Verständnis, wie Krebszellen anders funktionieren als normale Zellen, die Grundlage für die Entwicklung von Behandlungen, mit denen der Körper von Krebszellen befreit werden soll, ohne normale Zellen zu beschädigen.

Der erste Teil dieser Liste behandelt die grundlegenden Unterschiede zwischen Krebszellen und gesunden Zellen. Für diejenigen, die an einigen der schwieriger zu verstehenden Unterschiede interessiert sind, ist der zweite Teil dieser Liste technischer.

Regulation des Zellwachstums

Eine kurze Erklärung der Proteine ​​im Körper, die das Zellwachstum regulieren, ist auch hilfreich für das Verständnis von Krebszellen. Unsere DNA trägt Gene, die wiederum die Blaupause für im Körper produzierte Proteine ​​sind.

Einige dieser Proteine ​​sind Wachstumsfaktoren, Chemikalien, die den Zellen sagen, dass sie sich teilen und wachsen sollen. Andere Proteine ​​unterdrücken das Wachstum.

Mutationen in bestimmten Genen (zum Beispiel solche, die durch Tabakrauch, Strahlung, ultraviolette Strahlung und andere Karzinogene verursacht werden) können zu einer abnormalen Produktion von Proteinen führen. Zu viele können produziert werden oder nicht genug, oder es könnte sein, dass die Proteine ​​sind abnormal und funktionieren anders.

Krebs ist eine komplexe Krankheit, und es ist normalerweise eine Kombination dieser Anomalien, die zu einer Krebszelle führen, und nicht zu einer einzelnen Mutation oder Proteinanomalie.

Krebszellen gegen normale Zellen

Im Folgenden sind einige der Hauptunterschiede zwischen normalen Zellen und Krebszellen aufgeführt, die wiederum dafür verantwortlich sind, wie bösartige Tumoren wachsen und anders auf ihre Umgebung reagieren als gutartige Tumoren.

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. Dieses fortgesetzte Wachstum führt häufig zur Bildung eines Tumors (einer Gruppe von Krebszellen).

Jedes Gen im Körper trägt eine Blaupause, die für ein anderes Protein kodiert. Einige dieser Proteine ​​sind Wachstumsfaktoren - Chemikalien, die den Zellen sagen, dass sie wachsen und sich teilen sollen. Wenn das Gen, das für eines dieser Proteine ​​kodiert, durch eine Mutation (ein Onkogen) in der "Ein" -Position steckt, 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 nahe gelegenen Zellen gesendet werden und im Wesentlichen 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

Normale Zellen werden entweder repariert oder sterben ab (Apoptose), wenn sie beschädigt sind oder alt werden. Krebszellen werden entweder nicht repariert oder unterliegen keiner Apoptose.

Zum Beispiel hat ein Protein namens p53 die Aufgabe zu überprüfen, ob eine Zelle zu beschädigt ist, um repariert zu werden, und wenn ja, der Zelle zu raten, sich selbst abzutöten. Wenn dieses Protein p53 abnormal oder inaktiv ist (zum Beispiel aufgrund einer Mutation im p53-Gen), können sich alte oder beschädigte Zellen vermehren.

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

Klebrigkeit

Normale Zellen scheiden Substanzen aus, die sie in einer Gruppe zusammenkleben lassen. Krebszellen stellen diese Substanzen nicht her und können zu nahe gelegenen Orten oder durch den Blutkreislauf oder das System von Lymphkanälen zu entfernten Regionen im Körper „wegschweben“.

Fähigkeit zur Metastasierung (Verbreitung)

Normale Zellen bleiben in dem Bereich des Körpers, in den sie gehören. Zum Beispiel bleiben Lungenzellen in der Lunge. Einige Krebszellen haben möglicherweise nicht die Adhäsionsmoleküle, die Klebrigkeit verursachen, und können sich ablösen und über den Blutkreislauf und das Lymphsystem in andere Körperregionen gelangen - sie können metastasieren.

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

Aussehen

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

Darüber hinaus haben Krebszellen häufig eine abnormale Form sowohl der Zelle als auch des Zellkerns (des „Gehirns“ 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 weisen Krebszellen häufig eine abnormale Anzahl von Chromosomen auf, die unorganisiert angeordnet sind.

Die Wachstumsrate

Normale Zellen vermehren sich und hören dann auf, wenn genügend Zellen vorhanden sind. Krebszellen vermehren sich schnell, bevor die Zellen reifen können.

Reifung

Normale Zellen reifen. Krebszellen bleiben unreif, da sie schnell wachsen und sich teilen, bevor die Zellen vollständig ausgereift sind. Ärzte verwenden den Begriff undifferenziert, um unreife Zellen zu beschreiben (im Gegensatz zu differenziert, um reifere Zellen zu beschreiben).

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

Dem Immunsystem ausweichen

Wenn normale Zellen beschädigt werden, identifiziert und entfernt das Immunsystem (über Zellen, die Lymphozyten genannt werden) diese.

Krebszellen sind in der Lage, dem Immunsystem lange genug auszuweichen (es auszutricksen), um zu einem Tumor zu wachsen, indem sie entweder der Entdeckung entgehen oder Chemikalien absondern, die die vor Ort befindlichen Immunzellen inaktivieren. Einige der neueren Immuntherapeutika behandeln diesen Aspekt von Krebszellen.

Funktion

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

Zum Beispiel helfen normale weiße Blutkörperchen, Infektionen abzuwehren. Bei Leukämie kann die Anzahl der weißen Blutkörperchen sehr hoch sein, aber da die krebsartigen weißen Blutkörperchen nicht wie gewünscht funktionieren, besteht für Menschen ein höheres Infektionsrisiko, selbst wenn die Anzahl der weißen Blutkörperchen erhöht ist.

Gleiches kann für produzierte Substanzen gelten. Beispielsweise produzieren normale Schilddrüsenzellen Schilddrüsenhormon. Krebsartige Schilddrüsenzellen (Schilddrüsenkrebs) produzieren möglicherweise kein Schilddrüsenhormon. In diesem Fall kann dem Körper trotz einer erhöhten Menge an Schilddrüsengewebe genügend Schilddrüsenhormon (Hypothyreose) fehlen.

Blutversorgung

Angiogenese ist der Prozess, bei dem Zellen Blutgefäße anziehen, um zu wachsen und das Gewebe zu füttern. Normale Zellen durchlaufen einen Prozess, der Angiogenese genannt wird, nur als Teil 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 beinhaltet die Verwendung von Angiogenese-Inhibitoren - Medikamente, die die Angiogenese im Körper blockieren, um das Wachstum von Tumoren zu verhindern.

Weitere Unterschiede

Diese Liste enthält weitere Unterschiede zwischen gesunden Zellen und Krebszellen. Wenn Sie diese technischen Punkte überspringen möchten, fahren Sie bitte mit der nächsten Unterüberschrift fort, in der die Unterschiede zusammengefasst sind.

Ausweichen von Wachstumsunterdrückern

Normale Zellen werden durch Wachstums- (Tumor-) Suppressoren 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 sich nicht mehr zu teilen. Ein Typ ist für die Korrektur von Änderungen in beschädigten Zellen verantwortlich. Der dritte Typ ist für die oben angegebene Apoptose verantwortlich. Mutationen, die dazu führen, dass eines dieser Tumorsuppressorgene inaktiviert wird, lassen Krebszellen unkontrolliert wachsen.

Invasivität

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

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

Im Gegensatz dazu respektieren Krebszellen keine Grenzen und dringen nicht in Gewebe ein. Dies führt zu fingerartigen Projektionen, die häufig bei radiologischen Scans von Krebstumoren festgestellt werden. Das Wort Krebs kommt in der Tat vom lateinischen Wort für Krabbe, das verwendet wird, um die krabbenartige Invasion von Krebs in nahegelegene Gewebe zu beschreiben.

Energiequelle

Normale Zellen erhalten den größten Teil ihrer Energie (in Form eines Moleküls namens ATP) durch einen Prozess, der als Krebszyklus bezeichnet wird, und nur einen kleinen Teil ihrer Energie durch einen anderen Prozess, der als Glykolyse bezeichnet wird.

Viele Arten von Krebszellen produzieren ihre Energie trotz der Anwesenheit von Sauerstoff durch Glykolyse(Warburg-Phänomen). Somit ist die Begründung für die hyperbare Sauerstofftherapie fehlerhaft. Manchmal kann hyperbarer Sauerstoff das Krebswachstum induzieren.

Sterblichkeit / Unsterblichkeit

Normale Zellen sind sterblich, dh sie haben eine Lebensdauer. Zellen sind nicht dafür ausgelegt, für immer zu leben, und genau wie die Menschen, in denen sie leben, werden Zellen alt. Die Forscher beginnen, sogenannte Telomere, Strukturen, die die DNA am Ende der Chromosomen zusammenhalten, auf ihre Rolle bei Krebs zu untersuchen.

Eine der Einschränkungen für das Wachstum in normalen Zellen ist die Länge der Telomere. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, 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, so dass sich die Zelle unbegrenzt teilen kann - im Wesentlichen unsterblich.

Fähigkeit zum "Verstecken"

Viele Menschen fragen sich, warum Krebs Jahre und manchmal Jahrzehnte nach seinem Verschwinden erneut auftreten kann (insbesondere bei Tumoren wie Östrogenrezeptor-positivem Brustkrebs). Es gibt verschiedene Theorien darüber, warum Krebserkrankungen erneut auftreten können.

Im Allgemeinen wird angenommen, dass es eine Hierarchie von Krebszellen gibt, wobei einige Zellen (Krebsstammzellen) die Fähigkeit haben, der Behandlung zu widerstehen und inaktiv zu sein. Dies ist ein aktives Forschungsgebiet und äußerst wichtig.

Genomische Instabilität

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

Einige davon sind Treibermutationen, was bedeutet, dass sie die Transformation der Zelle in Krebs treiben. Viele der Mutationen sind Passagiermutationen, was bedeutet, dass sie keine direkte Funktion für die Krebszelle haben.

Bei einigen Krebsarten können Ärzte durch die Bestimmung der vorhandenen Treibermutationen (molekulares Profiling oder Gentest) gezielte Medikamente verwenden, die speziell auf das Wachstum des Krebses abzielen.

Die Entwicklung zielgerichteter Therapien wie EGFR-Inhibitoren für Krebserkrankungen mit EGFR-Mutationen ist einer der am schnellsten wachsenden und fortschreitenden Bereiche der Krebsbehandlung.

Wie eine Zelle krebsartig wird

Wie oben erwähnt, gibt es viele Unterschiede zwischen normalen Zellen und Krebszellen. Bemerkenswert ist auch die Anzahl der „Kontrollpunkte“, die umgangen werden müssen, damit eine Zelle krebsartig wird:

• Die Zelle muss Wachstumsfaktoren haben, die sie zum Wachstum veranlassen, auch wenn kein Wachstum erforderlich ist.
• Die Zellen müssen Proteinen ausweichen, die die Zellen anweisen, nicht mehr zu wachsen und zu sterben, wenn sie abnormal werden.
• Die Zelle muss Signalen von anderen Zellen ausweichen,
• Die Zellen müssen die normale „Klebrigkeit“ (Adhäsionsmoleküle) verlieren, die normale Zellen produzieren.

Alles in allem ist es für eine normale Zelle sehr schwierig, krebsartig zu werden, was angesichts der Tatsache, dass einer von drei Menschen im Laufe seines Lebens an Krebs erkrankt, überraschend erscheinen kann.

Die Erklärung ist, dass sich im normalen Körper jeden Tag ungefähr drei Milliarden Zellen teilen. "Unfälle" bei der Vermehrung der Zellen, die durch Vererbung oder Karzinogene in der Umwelt während einer dieser Teilungen verursacht werden, können eine Zelle erzeugen, die sich nach weiteren Mutationen zu einer Krebszelle entwickeln kann.

Wie oben erwähnt, gibt es viele Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen, aus denen entweder gutartige oder bösartige Tumoren bestehen. Darüber hinaus gibt es Möglichkeiten, wie sich Tumore, die Krebszellen oder normale Zellen enthalten, im Körper verhalten.

Das Konzept der Krebsstammzellen

Nachdem Sie diese vielen Unterschiede zwischen Krebszellen und normalen Zellen besprochen haben, fragen Sie sich möglicherweise, ob es Unterschiede zwischen Krebszellen selbst gibt. Dass es eine Hierarchie von Krebszellen geben kann - einige haben andere Funktionen als andere -, ist die Grundlage für Diskussionen, die sich mit Krebsstammzellen befassen, wie oben diskutiert.

Wir verstehen immer noch nicht, wie sich Krebszellen 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 in der Lage sind, inaktiv zu bleiben, wenn andere Soldatenkrebszellen durch Behandlungen wie Chemotherapie eliminiert werden.

Während wir derzeit alle Krebszellen in einem Tumor als identisch behandeln, ist es wahrscheinlich, dass in zukünftigen Behandlungen einige der Unterschiede in Krebszellen in einem einzelnen Tumor weiter berücksichtigt werden.

Ein Wort von Verywell

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

Darüber hinaus ist Krebs keine einzelne Krankheit, sondern Hunderte verschiedener Krankheiten. Und selbst zwei Krebsarten, die in Bezug auf Typ und Stadium gleich sind, können sich sehr unterschiedlich verhalten. Wenn sich 200 Menschen mit der gleichen Art und dem gleichen Stadium von Krebs in einem Raum befänden, hätten sie aus molekularer Sicht 200 verschiedene Krebsarten.

Es ist jedoch hilfreich zu wissen, dass wir, wenn wir mehr darüber erfahren, was eine Krebszelle zu einer Krebszelle macht, mehr Einblicke erhalten, wie wir verhindern können, dass sich diese Zelle vermehrt, und vielleicht sogar den Übergang zur Krebszelle in der ersten Phase schaffen Platz.

In diesem Bereich sind bereits Fortschritte zu verzeichnen, da gezielte Therapien entwickelt werden, die in ihrem Mechanismus zwischen Krebszellen und normalen Zellen unterscheiden.

Die Forschung zur Immuntherapie ist ebenso aufregend, da wir Wege finden, unser eigenes Immunsystem zu "stimulieren", um das zu tun, was sie bereits zu tun wissen - Krebszellen zu finden und sie zu eliminieren.

Das Herausfinden, wie sich Krebszellen "verkleiden" und verstecken, hat bei einigen Menschen mit den am weitesten fortgeschrittenen soliden Tumoren zu besseren Behandlungen und gelegentlich zu vollständigen Remissionen geführt.