Krebsbiologie und Pathophysiologie

Krebsbiologie und Pathophysiologie ist die Untersuchung, wie normale Zellen genetische und epigenetische Veränderungen erwerben, die es ihnen ermöglichen zu wachsen, zu überleben, einzudringen und sich auszubreiten, ohne die Kontrollen zu beachten, die gesundes Gewebe regulieren. Sie ist die grundlagenwissenschaftliche Basis der medizinischen Onkologie und erklärt, warum Neoplasien entstehen, wie sie fortschreiten und wie ihre gemeinsamen biologischen Fähigkeiten sowohl Schwachstellen als auch therapeutische Ziele schaffen.

Definition

Krebsbiologie und Pathophysiologie ist das Fachgebiet, das Neoplasien auf zellulärer und molekularer Ebene beschreibt und Krebs als eine Krankheit behandelt, bei der vererbbare Veränderungen in somatischen Zellen eine Population hervorbringen, die proliferiert, der Wachstumsunterdrückung und dem Zelltod entgeht und progressiv invasiv wird und disseminiert.

Scope

Dieser Bereich führt den Leser in die Kernprozesse ein, die Malignität definieren: die erworbenen Fähigkeiten, die Krebszellen von ihren normalen Gegenstücken unterscheiden, die genetischen und molekularen Treiber, die sie initiieren und aufrechterhalten, die mehrstufige Evolution von der Initiation bis zur invasiven Erkrankung, die unterstützende Rolle des Tumormikromilieus und neuer Blutgefäße sowie die Kaskade, durch die Tumoren metastasieren. Es handelt sich um eine konzeptionelle Karte der untergeordneten Themen und nicht um eine erschöpfende Behandlung eines einzelnen Themas; das klinische Management wird an anderer Stelle in der medizinischen Onkologie behandelt.

Sub-topics

• Karzinogenese und mehrstufige Progression
• Kennzeichen von Krebs
• Metastasierung und Invasion
• Tumorgenetik und molekulare Treiber
• Tumormikroumgebung und Angiogenese

Core questions

• Was unterscheidet eine Krebszelle von ihrem normalen Ursprungsgewebe?
• Welche genetischen und molekularen Veränderungen initiieren und erhalten maligne Wachstumsprozesse?
• Wie entwickelt sich ein Tumor von einer einzelnen veränderten Zelle zu einer invasiven, disseminierten Erkrankung?
• Wie unterstützen umgebende nicht-maligne Zellen und die Vaskulatur das Tumorwachstum?
• Durch welche Schritte verlassen Krebszellen den Primärherd und besiedeln entfernte Organe?

Key concepts

• Neoplasie und Malignität
• Onkogene und Tumorsuppressorgene
• Treiber- versus Passagier-Alterationen
• Mehrstufige Karzinogenese
• Klonale Evolution und Tumorheterogenität
• Tumormikromilieu
• Angiogenese
• Invasion und Metastasierung

Key theories

Hallmarks of Cancer (Kennzeichen des Krebses)

Ein vereinheitlichendes Rahmenwerk, das vorschlägt, dass die vielfältigen Genotypen von Krebszellen auf eine kleine Reihe erworbener biologischer Fähigkeiten konvergieren – wie die Aufrechterhaltung proliferativer Signalgebung, das Entgehen von Wachstumshemmern, die Resistenz gegen den Zelltod, die Ermöglichung replikativer Unsterblichkeit, die Induktion von Angiogenese und die Aktivierung von Invasion und Metastasierung – später erweitert um ermöglichende Eigenschaften und aufkommende Kennzeichen.

Somatische Mutation und klonale Evolution

Die Ansicht, dass Krebs aus vererbbaren Veränderungen in somatischen Zellen entsteht und durch aufeinanderfolgende Runden von Mutation und Selektion fortschreitet, wodurch genetisch diverse Subklone entstehen, deren Landschaften nun direkt aus Tumorgenomen abgelesen werden können.

Mechanisms

Malignität entsteht, wenn somatische Zellen Veränderungen akkumulieren, die das normale Gleichgewicht von Proliferation, Differenzierung und Tod stören. Aktivierte Onkogene und inaktivierte Tumorsuppressorgene deregulieren Wachstums-Signalwege und Zellzykluskontrollen, während Defekte in der DNA-Reparatur und Genomwartung weitere Veränderungen beschleunigen. Diese veränderten Zellen expandieren unter Selektion, erzeugen heterogene Klone und rekrutieren ein unterstützendes Stroma und neue Blutgefäße, die Nährstoffe liefern und Abfallprodukte entfernen. Der Erwerb invasiver und migratorischer Fähigkeiten ermöglicht es den Zellen dann, Basalmembranen zu durchbrechen, in den Kreislauf einzutreten und entfernte Organe zu besiedeln. Das Hallmarks-Framework organisiert diese Prozesse als eine wiederkehrende Reihe erworbener Fähigkeiten, die über verschiedene Krebsarten hinweg geteilt werden.

Clinical relevance

Das Verständnis der Krebsbiologie untermauert, wie Onkologen Tumorpathologie, molekulare Tests und Prognosen interpretieren, und es erklärt, warum Therapien auf spezifische Treiber oder gemeinsame Fähigkeiten abzielen. Dieser Bereich ist referenzieller und edukativer Natur: Er beschreibt die Biologie, die Klassifikation und Forschung informiert, und ist keine Quelle für individualisierte Diagnose- oder Behandlungsempfehlungen.

Epidemiology

Neoplasien gehören weltweit zu den häufigsten Todesursachen und umfassen Hunderte von verschiedenen Krankheiten, die nach Ursprungsgewebe und molekularen Merkmalen definiert sind. Detaillierte Inzidenz- und Mortalitätsmuster werden in der Krebsepidemiologie und den krankheitsspezifischen Einträgen behandelt und nicht hier.

History

Die moderne Krebsbiologie entstand aus der Konvergenz von viraler Onkologie, somatischer Genetik und Molekularbiologie in der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts, die Onkogene und Tumorsuppressorgene identifizierte und Krebs als eine genetische Erkrankung somatischer Zellen definierte. Das Hallmarks-Framework fasste dieses Verständnis in einer kleinen Reihe gemeinsamer Fähigkeiten zusammen, und die groß angelegte Genomsequenzierung kartierte später die wiederkehrenden Treiber-Alterationen über verschiedene Tumortypen hinweg.

Key figures

• Douglas Hanahan
• Robert Weinberg
• Bert Vogelstein
• Kenneth Kinzler

Seminal works

• hanahan-weinberg-2000
• hanahan-weinberg-2011
• vogelstein-2013

Frequently asked questions

Ist Krebs eine Krankheit oder viele?

Krebs ist eine Familie von Hunderten von verschiedenen Krankheiten, die sich nach Ursprungsgewebe und molekularem Profil unterscheiden, doch teilen sie eine wiederkehrende Reihe erworbener biologischer Fähigkeiten, die Malignität definieren.

Was bedeutet es, Krebs als genetische Krankheit zu bezeichnen?

Es bedeutet, dass Krebserkrankungen aus vererbbaren Veränderungen in der DNA somatischer Zellen entstehen – die in der Regel nicht von einem Elternteil geerbt werden –, die Wachstum, Überleben und Genomwartung deregulieren.