Kooperation Heidelberg - Impfen gegen Krebs - Neue Wege in der Krebsforschung - Für Wissenschaft begeistern - Science on Stage
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Für Wissenschaft begeistern Kooperation Heidelberg Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung Ein Projekt von Science on Stage Deutschland e. V. in Kooperation mit der Stiftung Jugend forscht e. V.
2 Materialien und Konzepte für den MINT-Unterricht
TEACHERS + SCIENTISTS: FÜR WISSENSCHAFT BEGEISTERN
Materialien und Konzepte für den
MINT-Unterricht
28. Februar – 1. März 2013 Als im Sommer 2014 das Pilotprojekt Teachers + Scientists
startete, war dies für alle beteiligten Lehrkräfte und Forschen-
Brainstorming zur Projektidee
den der Beginn einer neuen Art der Zusammenarbeit – so
Berlin
etwas gab es bisher noch nicht!
13. – 14. Juni 2014 Auch wenn bereits einzelne Kontakte bestanden, hatten sich
1. überregionales Projekttreffen diese bislang auf die Förderung der Schülerinnen und Schüler
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin Berlin konzentriert. Nun sollten erstmals Lehrkräfte vom intensiven
dreijährigen Austausch mit Forschenden und von Einblicken in
deren aktuelle Forschung profitieren.
23. – 24. Januar 2015
2. überregionales Projekttreffen Mit dem Ziel, die Gelingensfaktoren und Herausforderungen
Universität Bielefeld solcher Kooperationen in einem Leitfaden und die Ergebnisse
der gemeinsamen Zusammenarbeit in Form von Unterrichts-
konzepten zu veröffentlichen, nahmen die fünf regionalen
25. – 26. September 2015 Kooperationen in Aachen, Berlin, Bielefeld, Heidelberg und
3. überregionales Projekttreffen Osnabrück ihre Arbeit auf.
Universitätsklinikum der RWTH Aachen
Was den Prozess auszeichnete, war die individuelle Umset-
zung: von der theoretischen Ausarbeitung über mehrtägige
22. – 23. April 2016 Laborpraktika bis zum Langzeitexperiment. Die Resultate sind
4. überregionales Projekttreffen demzufolge unterschiedlich aufbereitet und spiegeln die ver-
Hochschule Osnabrück schiedenen regionalen Kooperationsformen wider.
Die nachfolgenden Materialien sollen Ihnen nun Anregungen
5. Mai 2017 für den eigenen Unterricht geben und Sie ermutigen, den Kon-
takt zu Forschenden zu suchen. Dadurch lassen sich aktuelle
Abschlusspräsentation
wissenschaftliche Inhalte in der Schule aufgreifen, die wieder-
Berlin
um Schülerinnen und Schüler für das Forschen begeistern!
2017 – 2018 Sollten Sie Fragen haben, melden Sie sich über
info@science-on-stage.de bei Science on Stage Deutschland e. V.
Lehrerfortbildungen und Teilnahme an Tagungen zur
Wir stellen gerne den direkten Kontakt zu den teilnehmenden
Verbreitung der Ergebnisse
Forschenden und Lehrkräften her. Die jeweiligen Kontaktdaten
finden Sie auch am Ende jeder Einheit.
über die Jahre
Viel Freude und Inspiration für Ihre eigene Arbeit wünschen
individuelle Treffen und Projektpräsentationen der
Ihnen Science on Stage Deutschland e. V. und die Stiftung
regionalen Kooperationen
Jugend forscht e. V.!
3
Teachers + Scientists:
Auf einen Blick
10
Schulen
6
Hochschulen/Forschungseinrichtungen
Einhard-Gymnasium Aachen, Andreas-Gymnasium Universität Bielefeld, Hochschule Bielefeld,
Berlin, Robert-Havemann-Gymnasium Berlin, Georg- Hochschule Osnabrück, Deutsches Krebs
Büchner-Gymnasium Berlin, OSZ Gesundheit I Berlin, forschungszentrum Heidelberg, Max-Delbrück-
Ursulaschule Osnabrück, Widukind-Gymnasium Enger, Centrum für Molekulare Medizin Berlin,
Gymnasium Heepen, Gesamtschule Hüllhorst, Universitätsklinikum der RWTH Aachen
HBLA Ursprung/Österreich
7
regionale Kooperationen
5
1× Aachen, 1× Berlin,
3× Bielefeld, 1× Heidelberg,
1× Osnabrück Städte
Aachen, Berlin, Bielefeld,
14
Lehrkräfte
Heidelberg, Osnabrück
4 12
Wissenschaftlerinnen
Bundesländer
Baden-Württemberg, und Wissenschaftler
Berlin, Niedersachsen,
Nordrhein-Westfalen
Projektinhalt und Gewinn
(2014–2017)
bbFörderung langfristiger Kooperationen
zwischen Lehrkräften und Forschenden Ergebnisse
bbLehrkräfte stehen im Mittelpunkt, sind an bbLeitfaden zum Aufbau von Kooperationen zwischen
aktueller Forschung beteiligt und können somit Lehrkräften und Forschenden
Inhalte für ihren Unterricht ableiten bbUnterrichtsmaterial zu den Themen: Humangenetik,
bbZiel: Förderung der Unterrichtsqualität, damit sich Krebsforschung, Experimentelle Ökologie und
mehr junge Menschen für MINT-Fächer begeistern Ökosystembiologie, Elementarteilchenphysik,
Epidemiologische Studien, Objektorientierte
Programmierung, Mechanik und Sensorik
Verbreitung
bbBundesweite Lehrerfortbildungen
bbPräsentationen auf Fachkonferenzen
bbFortsetzung der Kooperationen nach Projektende44
Kooperation Heidelberg Heidelberg
STECKBRIEF INTERVIEW
bbSchule: bbTeachers + Scientists ist für uns …
HBLA Ursprung, Salzburg (Österreich) Wissenschaftlerin: … eine spannende Initiative,
die erlaubt, Dinge, die gerade erforscht werden, an
Schülerinnen und Schüler heranzubringen und
damit hoffentlich einigen die Faszination Wissen-
bbLehrkraft: schaft erlebbar zu machen.
Bernhard Stehrer Lehrer: … eine modellhafte und mutige Initiative,
die zeigt, wie produktiv Wissenschaft und Schule
bbForschungseinrichtung: zum Wohle der Nachwuchsförderung interagieren
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg können.
bbIch mache bei Teachers + Scientists mit, weil …
Wissenschaftlerin: … ich mich selbst als Schülerin
gefreut hätte, solche Einblicke im Unterricht er-
bbForschende: möglicht zu bekommen.
PD Dr. Dr. Angelika Riemer Lehrer: … ich die Anbindung des schulischen
Unterrichts an aktuelle Forschungsfragen für die
bbThemen: beste Voraussetzung halte, Schülerinnen und
Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Schüler für Naturwissenschaft zu begeistern.
Krebsforschung
bbWas nehmen Sie aus der Zusammenarbeit mit?
bbInvolvierte Unterrichtsfächer: Es lohnt sich, eine derartige Zusammenarbeit zu
Biologie, Biotechnologie wagen und gemeinsam auszuloten, was man im
Sinne der Nachwuchsförderung auf die Beine
stellen kann. Gerade dabei wird die Bedeutung
eines organisatorischen Rahmens deutlich, der mit
Teachers + Scientists auf so innovative und enga-
gierte Weise bereitgestellt wird.Kooperation Heidelberg 5 Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung PD Dr. Dr. Angelika Riemer·Bernhard Stehrer PP Schlagwörter: Immunsystem, Krebs, humane Papillomviren, ŇŇ altersgruppe der schülerinnen und schüler: therapeutische Impfung Sekundarstufe II YY Unterrichtsfächer: Biologie, Biotechnologie
6 Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung
1 | Einführung: muss. Dafür ist ein komplexes Abwehrsystem zuständig, das
Mit dem vorliegenden Unterrichtsmaterial soll ein vielverspre- Immunsystem.
chender Weg in der Krebsforschung porträtiert und für Schüle-
rinnen und Schüler zugänglich gemacht werden: das Konzept Die beiden Komponenten des Immunsystems, das angeborene
der therapeutischen Impfung. Immunsystem und das adaptive Immunsystem, arbeiten in
der Immunreaktion daran, Krankheitserreger unschädlich zu
Dazu wird zunächst das Immunsystem in seinen Grundzügen machen. Dabei kommen einerseits verschiedenste Zellen und
dargestellt und die Krankheit Krebs in ihren allgemeinen Cha- andererseits hochspezifische lösliche Moleküle zum Einsatz.
rakteristika erklärt. Im Interview mit der Krebsforscherin PD Dr. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von zellulärer Im-
Dr. Angelika Riemer vom Deutschen Krebsforschungszentrum munantwort und humoraler Immunantwort.
(DKFZ) in Heidelberg wird der aktuelle Stand der Forschung er-
läutert. Vorschläge zur inhaltlichen Vertiefung sowie ein Glos- Das Konzept der Impfung beruht maßgeblich darauf, das
sar mit den wichtigsten Begrifflichkeiten runden die Einheit ab. Immunsystem mit harmlosen Teilen oder inaktivierten Krank-
heitserregern in Kontakt zu bringen, um eine gewünschte Im-
2 | Arbeitsmaterial für Schülerinnen und munreaktion zur Abwehr dieser Erreger zu trainieren. Wenn der
Schüler Körper dann mit dem Krankheitserreger in Kontakt kommt, be-
2.1 Das Immunsystem steht ein immunologisches Gedächtnis und der Erreger kann
Der menschliche Körper ist ständig einer Vielzahl an Krank- effizient abgewehrt werden.[1]
heitserregern ausgesetzt, gegen die er sich zur Wehr setzen
humorale Immunantwort zellvermittelte Immunantwort
Antigen (Erstkontakt) Stimulierung von
aufgenommen und prozessiert von Bildung von
antigen-
präsentierende
Zelle
B-Zelle Helfer-T-Zelle cytotoxische
T-Zelle
Gedächtnis-
Helfer-T-Zellen
Antigen (Zweitkontakt)
Plasmazellen Gedächtnis- Gedächtnis- aktivierte
B-Zellen T-Zellen cytotoxische
T-Zellen
sezernierte
Antikörper
ABB. 1 Übersicht über die Komponenten des adaptiven ImmunsystemsKooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung 7
Die Immunreaktion ursachten Krebsarten, wie z. B. Gebärmutterhalskrebs, aktiv
Um eine Immunreaktion einzuleiten, werden ein körperfremdes im Gang.[2]
Antigen und ein Gefahrensignal benötigt. Das körperfremde
Antigen kann von einem Bakterium oder Virus stammen, das Das Immunsystem
Gefahrensignal kann von Zelltod oder Gewebezerstörung Das angeborene Immunsystem
herrühren. Das angeborene Immunsystem erkennt Motive, die bei Krank-
heitserregern sehr verbreitet sind. Dazu zählen bspw. bestimmte
Sind beide Bedingungen gegeben, etwa infolge einer oberfläch- Lipide, Lipopolysaccharide und doppelsträngige RNA-Moleküle,
lichen Hautverletzung mit Eintritt von Bakterien, erkennen deren Anwesenheit stets Alarmsignale darstellen. Das angebo-
lokale Makrophagen mithilfe ihrer Rezeptoren die Angreifer, rene Immunsystem kann sich Krankheitserregern nicht quali-
bauen sie ab und bewirken durch Sekretion von Alarmstoffen tativ anpassen und hat auch keine Gedächtnisfunktion.
(Zytokinen) die vermehrte Einwanderung von Immunzellen
wie neutrophilen Granulozyten. Sich vor Ort befindliche Mast- Oft werden die Infektionsbarrieren des Körpers zu diesem Teil
zellen geben ebenfalls chemische Signale ab, wodurch die des Immunsystems gerechnet: So bieten die Haut und die
Durchblutung der betreffenden Stelle erhöht wird und es u. a. Schleimhäute mit ihrer natürlichen Flora einen gewissen
zu Rötung, Schwellung und Wärmegefühl kommt. Die Anwesen- Schutz gegen Pathogene. Der Tränenfilm des Auges erschwert
heit des Erregers aktiviert auch das Komplementsystem. Im die Ansiedlung von Keimen, zähflüssiger Schleim in der Luft-
betroffenen Areal aktivierte dendritische Zellen wandern in röhre sorgt dafür, dass Mikroorganismen in ihrem Fortkommen
nahe Lymphknoten, wo sie auf T- und B-Zellen treffen. Aktivierte gehindert werden. Das saure Milieu des Magens tötet eine Viel-
T-Helferzellen aktivieren ihrerseits Zellen und verlassen den zahl an Krankheitserregern ab, bevor diese in tiefere Abschnit-
Lymphknoten zu diesem Zweck. Auch aktivierte zytotoxische te des Verdauungstrakts gelangen können.
T-Zellen verlassen den Lymphknoten, wandern zum Ort der In-
fektion und töten infizierte Zellen ab. Aktivierte B-Zellen bleiben Bedeutende Komponenten des angeborenen Immunsystems
hingegen im Lymphknoten, produzieren Antikörper und entwi- sind Fresszellen (Phagozyten), natürliche Killerzellen (NK-Zellen)
ckeln sich zu Plasmazellen.[2] und das Komplementsystem.
Das Prinzip der Impfung Phagozyten
Das Prinzip der Impfung macht sich die Fähigkeit zur Gedächt- Phagozyten haben die Fähigkeit, in den Körper vorgedrungene
nisbildung des Immunsystems zunutze. Im Falle der aktiven Krankheitserreger in sich aufzunehmen und anschließend ab-
Immunisierung – der Schutzimpfung im klassischen Sinn – zubauen. Dieser Abbau geschieht mithilfe von Enzymen oder
wird der Körper zum Aufbau einer Immunantwort angeregt, in- reaktiven Sauerstoffverbindungen, welche Komponenten der
dem ihm die Anwesenheit eines Krankheitserregers auf Krankheitserreger oxidieren. Man unterscheidet verschiedene
unterschiedliche Weise demonstriert wird: Man kann hierbei Zelltypen, die zur Phagozytose – zur Aufnahme mit anschlie-
abgeschwächte (attenuierte) Erreger, abgetötete Erreger oder ßendem Abbau von Pathogenen – befähigt sind. Sie gehören zu
Bestandteile von Erregern verabreichen. Diese Komponente den weißen Blutzellen, den Leukozyten.
der Impfung enthält die Antigene und wird mit einem Gefahren-
signal – dem Adjuvans – kombiniert, um bestmöglichen Impf Makrophagen spielen eine bedeutsame Rolle in der Anfangs-
erfolg zu erreichen. Schutzimpfungen z ielen v. a. auf die phase einer Infektion sowie bei Aufräumvorgängen im Körper.
Induktion von Antikörpern ab. Sie befinden sich in allen Organen und Geweben bzw. wandern
durch den Körper. Wenn sie auf ein Pathogen treffen, bauen sie
Bei der passiven Immunisierung werden Antikörper gegen einen dieses nicht nur ab, sie präsentieren Moleküle des Eindring-
Erreger verabreicht, um diesen unmittelbar zu bekämpfen. lings (sog. Antigene) an ihrer Oberfläche und stellen so die
Dies geschieht z. B. bei Verdacht auf Tollwut oder auf natür wichtige Verbindung zum adaptiven Immunsystem her. Dieser
lichem Wege bei der Übertragung von Antikörpern von der Vorgang wird Antigenpräsentation genannt: Ein Peptid aus
Mutter auf das ungeborene Kind. einem Antigen – ein Epitop – wird dabei mit sog. MHC-Klasse-
II-Molekülen verbunden und der entstehende Komplex (Peptid-
Heute stehen der modernen Medizin Impfstoffe gegen eine MHC-Klasse-II-Komplex) an die Oberfläche des Makrophagen
große Zahl an Infektionskrankheiten zur Verfügung. Darüber transferiert, wo ihn Zellen des adaptiven Immunsystems er-
hinaus wird daran gearbeitet, Impfstoffe gegen chronische kennen können.
Krankheiten zu entwickeln. In diesem Zusammenhang ist das
Konzept der therapeutischen Impfung von Bedeutung: Hier Dendritische Zellen – sie haben ihren Namen von ihren „bäum-
wird versucht, die T-Zellen des Immunsystems so anzuregen, chenartigen“ Fortsätzen – befinden sich insbesondere in jenen
dass sie gegen sich bereits im Körper befindliche Krankheits- Geweben, die mit der Außenwelt in Kontakt kommen. Nach dem
erreger oder veränderte Zellen effizient vorgehen. Forschung in Kontakt mit einem Pathogen wandern sie in den nächsten
diese Richtung ist bei vom humanen Papillomvirus (HPV) ver- Lymphknoten, wo sie über Antigenpräsentation das adaptive8 Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung
Immunsystem aktivieren. Dendritische Zellen können Epitope ben sein. In anderen Fällen präsentiert die B-Zelle ein Epitop
– wie Makrophagen – im Verbund mit MHC-Klasse-II-Molekülen, des Antigens mit MHC-Klasse-II-Molekülen auf ihrer Oberfläche.
allerdings auch im Verbund mit MHC-Klasse-I-Molekülen prä- In einem weiteren Aktivierungsschritt kommt es zur Interaktion
sentieren. Dies ist wichtig im Hinblick auf die Funktionsweise mit einer T-Helferzelle. Aktivierte B-Zellen nehmen nun die Pro-
des adaptiven Immunsystems. duktion von Antikörpern auf, welche im Anschluss freigesetzt
werden. Antikörper sind lösliche Proteine, welche hochspezi-
Neutrophile Granulozyten sind die häufigsten Fresszellen. Sie fisch an Antigene binden. Eine weitere Differenzierung zu Plas-
gelangen über Signalstoffe zum infizierten Gewebe, wo sie Ein- mazellen lässt die Antikörperproduktion stark ansteigen.
dringlinge abtöten.
Außerdem werden B-Gedächtniszellen gebildet: Kommt der
NK-Zellen Körper erneut mit einem bestimmten Angreifer in Kontakt, so
Alle Zellen des Körpers mit Zellkern (also alle außer roten Blut- können sehr schnell Plasmazellen und wiederum Antikörper
körperchen) haben an ihrer Oberfläche MHC-Klasse-I-Moleküle. gebildet werden.
Bei einer Virusinfektion oder der Entwicklung zu einer Krebs-
zelle können diese Moleküle an der Oberfläche der betreffen- Antikörper
den Zelle fehlen. Dies wird von NK-Zellen erkannt, die die Antikörper – auch Immunglobuline genannt – sind aus chemi-
betroffene Zelle sodann in den Zelltod zwingen und so eliminie- scher Sicht Proteine, welche aus zwei identischen schweren
ren. Wenn NK-Zellen dagegen die ordnungsgemäße Anwesenheit Ketten und zwei identischen leichten Ketten bestehen. Die
von MHC-Klasse-I-Molekülen feststellen, so werden sie nicht Ketten werden über kovalente Disulfidbrücken zusammen
aktiv und die entsprechende Zelle wird nicht angegriffen. gehalten. Antikörper haben Y-Form und besitzen je zwei Bin-
NK-Zellen sind Lymphozyten und gehören damit zu den wei- dungsstellen für ihr Antigen. Jene Stelle des Antigens, an der
ßen Blutzellen, den Leukozyten. die Bindung zum Antikörper erfolgt, wird Epitop genannt.
Komplementsystem Antikörper zirkulieren in Körperflüssigkeiten und können auf
Das evolutionär sehr alte Komplementsystem besteht aus ei- verschiedene Arten wirken: Durch Bindung an Toxine können
ner Gruppe von ca. 30 Proteinen, welche im Blut zirkulieren und sie diese unschädlich machen (sog. Neutralisierung). Durch
bei Anwesenheit von Krankheitserregern aktiv werden. Die ver- Bindung an Bakterien werden diese für Phagozyten markiert
schiedenen Proteine aktivieren sich in einer komplexen Kaska- (Opsonisierung). Zudem können sie durch Bindung an Bakterien
de und sorgen dafür, dass die Membran der Krankheitserreger zu deren Zerstörung mithilfe des Komplementsystems beitragen.
attackiert wird oder dass die Krankheitserreger für die Phago-
zytose „markiert“ werden. Im letzteren Fall spricht man von Op- T-Zellen
sonisierung. T-Zellen lassen sich in ihrer Funktion in zwei Gruppen gliedern:
T-Helferzellen und zytotoxische T-Zellen. Die T-Helferzellen wer-
Das adaptive Immunsystem den aufgrund spezifischer Oberflächenmerkmale auch CD4-T-
Das adaptive Immunsystem ruht maßgeblich auf den beiden Zellen genannt, die zytotoxischen T-Zellen auch CD8-T-Zellen.
Säulen B-Zellen und T-Zellen, welche aus Blutstammzellen im
Knochenmark hervorgehen. Beide sind Lymphozyten und ge- Die T-Helferzellen nehmen eine zentrale Rolle in der Immun
hören zu den weißen Blutzellen, den Leukozyten. Die B-Zellen antwort ein, indem sie andere Zellen des Immunsystems in de-
erfahren ihre Reifung im Knochenmark, die T-Zellen im Thymus. ren Funktion dirigieren. Wenn eine dendritische Zelle im
lymphatischen Gewebe einer T-Helferzelle ihr Antigen präsentiert,
Jede B- und T-Zelle erkennt dank ihres spezifischen Oberflä- kommt es zur Aktivierung der T-Helferzelle. Sie kann in weiterer
chenrezeptors ein fremdes Molekül. Kommen diese Zellen mit Folge zur Aktivierung von B-Zellen bzw. zytotoxischen T-Zellen
jenem Molekül in Kontakt, für das sie den passenden Rezeptor beitragen und damit zur humoralen bzw. zellvermittelten Immun
tragen, so kommt es zur Aktivierung und im Anschluss daran antwort.
zur Vervielfältigung.
Die Bedeutung der T-Helferzellen wird bei der Immunschwäche-
B- und T-Zellen bilden außerdem Gedächtniszellen, welche das krankheit AIDS deutlich: Das HI-Virus senkt die Zahl der T-Helfer
Immunsystem auf zukünftige Infektionen mit dem gleichen zellen auf einen Bruchteil des Normwertes ab, wodurch die
Erreger effizienter reagieren lassen. Anfälligkeit der betroffenen Person gegenüber Infektionen um
ein Vielfaches ansteigt.
B-Zellen
Nach ihrer Reifung im Knochenmark wandern die B-Zellen in Zytotoxische T-Zellen werden – ähnlich wie T-Helferzellen –
die Lymphknoten. Kommt eine B-Zelle mit jenem Antigen in von dendritischen Zellen aktiviert. Eine aktivierte zytotoxische
Kontakt, für das ihr Rezeptor spezifisch ist, so kann durch T-Zelle bindet mithilfe ihres Rezeptors an den Komplex aus An-
Quervernetzung der Rezeptoren bereits eine Aktivierung gege- tigen und MHC-Klasse-I auf einer (z. B. durch ein Virus) infizier-Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung 9
ten Zelle und leitet in dieser Zelle den Zelltod ein. Von der tumssignalen, d. h. ihr Wachstum kann ohne von außen
T-Zelle abgegebene Perforine bilden einen Porenkomplex in der signalisierte Notwendigkeit geschehen. Sie sind zudem unbe-
Membran der infizierten Zelle, wodurch Granzyme eindringen grenzt wachstumsfähig und unempfindlich gegenüber Signalen,
können, die zum Tod der Zelle führen. die Wachstum hemmen. Sie entkommen dem programmierten
Zelltod (der Apoptose), der derartige Zellen eliminieren sollte.
Arbeitsaufträge: Tumorzellen sind invasiv, wachsen also in benachbartes Gewebe
1. Lesen Sie das Arbeitsmaterial und recherchieren Sie die im ein, und erwerben die Fähigkeit, zu metastasieren. Ihr G enom
Text fett gedruckten Begrifflichkeiten im Internet. ist von fortlaufenden genetischen Veränderungen bzw. von ge-
2. Entwickeln Sie eine übersichtliche Darstellung zu den netischer Instabilität gekennzeichnet. Das Wachstum neuer
Themen Immunreaktion und Immunisierung. Blutgefäße wird von Tumorzellen gezielt gefördert, um die Nähr
stoffversorgung zu sichern. Tumorentwicklung geht außerdem
2.2 Krebs mit entzündlichen Prozessen und einer Umprogrammierung des
Krebs als Krankheit entsteht nicht spontan, sondern ist viel- Zellstoffwechsels einher. Von großer Bedeutung ist darüber hinaus
mehr die Folge einer längeren Entwicklung, in deren Verlauf die Fähigkeit von Tumorzellen, dem Immunsystem zu entgehen.
sich in körpereigenen Zellen Schäden am Erbgut anhäufen.
Diese Veränderungen an der DNA – Mutationen oder epigeneti- Modell der Krebsentstehung
sche Fehlregulierungen – führen dazu, dass Zellen beginnen, Zellen müssen Veränderungen am Erbgut anhäufen, um die be-
sich unkontrolliert zu teilen und einen Tumor zu bilden. In einem schriebenen Eigenschaften zu erlangen. Damit in Verbindung
weiteren Schritt siedeln sich Zellen von diesem Tumor über gebrachte Gene lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen.
Blutgefäße oder Lymphgefäße ab und gelangen in andere Organe
des Körpers, wo sie wiederum wachsen und Tochterge Die erste Gruppe sind die Protoonkogene: Diese Gene sind häu-
schwülste – die Metastasen – bilden. Durch das starke Wachs- fig an der Steuerung des Zellzyklus beteiligt. Durchlaufen sie
tum von Tumoren nehmen die betroffenen Organe Schaden.[3] eine Veränderung, welche Wachstum zur Folge hat, werden sie
Onkogene genannt.
Kennzeichen von Krebs
Krebszellen haben ihren Ursprung in körpereigenen Zellen. Sie Die zweite Gruppe sind Tumorsuppressorgene. Sie sind für die
erwerben gewisse Eigenschaften, die sie von gesunden Zellen Kontrolle von Wachstum und DNA-Reparatur verantwortlich.
unterscheiden. Im Modell von Hanahan und Weinberg[4] werden Fallen sie durch eine Veränderung an der DNA aus, so wird
zehn maßgebliche Eigenschaften – Hallmarks of Cancer – be- Tumorbildung begünstigt. Ein besonders prominentes Beispiel
schrieben. So zeigen Tumorzellen Unabhängigkeit von Wachs- in dieser Gruppe ist p53: Man schätzt, dass in über 50 % der
ABB. 2 Elektronenmikroskopische Aufnahme von humanen Papillomviren (©Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)/Hanswalter Zentgraf)10 Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung
T umoren dieses Gen Schaden genommen hat. Im Normalzustand
sorgt es dafür, dass Zellen mit DNA-Schaden diesen entweder
beheben oder den programmierten Zelltod auslösen.
Ein Zusammenwirken der Aktivität von Onkogenen bei gleich-
zeitigem Ausfall von Tumorsuppressorgenen wird als wichtige
Grundlage für die Entstehung von Krebszellen betrachtet.[6]
Viren und Krebs
Lange Zeit galten gewisse chemische Substanzen (Karzinogene),
verschiedene Strahlungsarten und eine bestimmte genetische
Prädisposition als maßgebliche Risikofaktoren für Krebsent-
stehung. Heute geht man allerdings davon aus, dass in rund
20% aller Krebsfälle Infektionen eine ursächliche Rolle spielen.
Besonders gut erforscht ist der Zusammenhang zwischen hu-
manen Papillomviren (HPV) und Gebärmutterhalskrebs: Eine
lang andauernde Infektion mit sog. HPV-Hochrisikotypen kann
die Wahrscheinlichkeit, an Gebärmutterhalskrebs oder auch
anderen Krebsarten zu erkranken, deutlich erhöhen. HPV sind
weit verbreitet, die meisten Menschen kommen im Laufe ihres
Lebens mit ihnen in Kontakt. Gegen sie sind mittlerweile drei
Schutzimpfungen am Markt, welche die Ständige Impfkommis-
sion (STIKO) am Robert-Koch-Institut in Deutschland für Mäd-
chen zwischen 9 und 14 Jahren empfiehlt. In Österreich
besteht die Impfempfehlung für beide Geschlechter, um die In-
fektionsketten zu unterbrechen.[5]
Arbeitsaufträge:
1. Vergleichen Sie Krebszellen und „normale“ Zellen.
2. Wiederholen Sie in diesem Zusammenhang die möglichen
Ursachen von Mutationen, geben Sie einen Überblick über
die Mutationsarten sowie über die Reparaturmechanismen
einer Zelle.
3. Recherchieren Sie, welchen Viren – neben HPV – krebsaus-
lösendes Potenzial zugeschrieben wird.Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung 11
Foto: Norbert Müller
2.3 Interview mit PD Dr. Dr. Angelika Riemer, ren die meisten Menschen die Infektion mittels einer effizienten
Krebsforscherin am Deutschen Krebsforschungs- Immunreaktion.
zentrum (DKFZ) in Heidelberg
aa Sehr geehrte Frau Riemer, der Kampf gegen Krebs ist eines aa Auf welchen Wegen werden diese Viren übertragen?
der wichtigsten Anliegen der modernen medizinischen For- nn AR: Die Übertragung von HPV erfolgt über Haut- bzw. Schleim-
schung. Sie selbst beschäftigen sich in Ihrer wissenschaftli- hautkontakt, insbesondere beim Geschlechtsverkehr. Danach
chen Tätigkeit am DKFZ mit der Entwicklung therapeutischer kann das Virus mitunter jahrelang unbemerkt bleiben. Die
Impfstoffe gegen humane Papillomviren, welche beim Men- Folgen einer HPV-Infektion hängen von den erwähnten Virus
schen bestimmte Krebsarten auslösen können. Wie funktionie- typen ab und natürlich von der jeweiligen Person selbst: Ihre
ren diese Viren? individuelle Genetik, etwaige Vorerkrankungen und einwirken-
nn Angelika Riemer (AR): Die humanen Papillomviren, kurz HPV, de Umweltfaktoren spielen zusammen und entscheiden, was
umfassen eine Gruppe von über 200 verschiedenen Viren, die nach der Infektion mit HPV geschieht.
in Haut und Schleimhaut eindringen können. Dort kurbeln sie
den Zellzyklus an, was für die virale Replikation notwendig ist, aa Wie genau können humane Papillomviren zu vermehrtem
aber Wachstum auslöst. Dieses Wachstum kann sich in Form Wachstum führen?
von Warzen äußern, bei manchen Virus-Typen kann dieses nn AR: Humane Papillomviren sind DNA-Viren, d. h. sie besitzen
Wachstum allerdings die Vorstufe für eine Krebserkrankung sein. genetische Information in Form von Desoxyribonukleinsäure.
Diese genetische Information ist von Proteinmolekülen umgeben,
aa Sind manche Viren gefährlicher als andere? welche das sog. Capsid bilden. Bei einer Infektion docken diese
nn AR: Ja. Nach unserem gegenwärtigen Wissensstand verur- Proteinmoleküle an die Oberfläche basaler menschlicher Haut-
sachen einige Typen vergleichsweise harmlose Warzen, wir nen- bzw. Schleimhautzellen an und die virale DNA gelangt ins Zell
nen sie „Low-Risk-Viren“. Andere Typen hingegen haben die innere. Dort programmiert diese DNA den Stoffwechsel der
Fähigkeit, bösartige Tumore zu verursachen. Sie werden „High- infizierten Zellen um und führt zu Wachstum, das nicht vorge-
Risk-Viren“ genannt; in dieser Gruppe haben die beiden Typen sehen ist.
HPV-16 und HPV-18 besondere Bekanntheit erlangt. Man sollte
an dieser Stelle erwähnen, dass humane Papillomviren welt- aa Was macht dieses Wachstum so gefährlich?
weit verbreitet sind und die überwiegende Mehrheit der Men- nn AR: Ungeplantes Wachstum von Zellen ist gefährlich, da die
schen im Laufe des Lebens mit mindestens einem betroffenen Gewebe und Organe in ihrer Struktur und Funktion
„High-Risk-Virus“ in Kontakt kommt. Glücklicherweise eliminie- mitunter schwer beeinträchtigt werden können.12 Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung
Erlauben Sie mir, an diesem Punkt kurz auszuholen und die eine virusinfizierte Zelle von außen auf molekularer Ebene zu
Charakteristika der Krebserkrankung zu erklären. Am Anfang erkennen ist, können wir im nächsten Schritt versuchen, das
einer solchen Erkrankung steht immer ein Schaden oder eine Immunsystem darauf hinzuweisen. Die zytotoxischen T-Zellen
Fehlregulierung im Erbgut einer menschlichen Zelle. Dies kann des Immunsystems wären dann in der Lage, die virusinfizierte
z. B. durch eine Mutation ausgelöst werden, also eine Verände- Zelle effizienter zu erkennen und abzutöten. Dieses Konzept
rung in der körpereigenen DNA, oder eben durch virale DNA, heißt therapeutische Impfung, im Gegensatz zur beschriebe-
welche in die Zelle gelangt. Die Folge dieser Vorgänge ist das er- nen Schutzimpfung.
wähnte Wachstum von Zellen. Bleibt dieses lokal begrenzt und
relativ kontrolliert, spricht man von gutartigen Tumoren. Kommt aa Mit welchen Herausforderungen sind Sie in Ihrer Forschung
es jedoch zu einer Abwanderung von Zellen an andere Stellen gegenwärtig konfrontiert?
des Körpers, wo nun ebenfalls Wachstum stattfindet, spricht nn AR: Meine Forschungsgruppe und ich suchen auf der Ober-
man von bösartigen Tumoren. Der Prozess der Abwanderung fläche von virusinfizierten Zellen nach Molekülen, die auf das
von Zellen wird als Metastasierung bezeichnet, die konkrete Virus zurückgehen. Diese Moleküle werden Epitope genannt.
Folge sind die gefürchteten Metastasen. Wachstum von Zellen Eine infizierte Zelle präsentiert Peptide des Virus auf ihrer Ober-
ist also insbesondere dann gefährlich, wenn die betreffenden fläche immer im Verbund mit köpereigenen Molekülen, sog.
Zellen ihren ursprünglichen Ort verlassen und unkontrolliertes MHC-Molekülen. Davon hat jeder Mensch unterschiedliche, so-
Wachstum an andere Orte im Körper tragen. dass jedes Individuum in verschiedener Weise in der Lage ist,
Virus-Peptide zu präsentieren. Um nun eine möglichst breit
aa Humane Papillomviren können also beides verursachen flächig einsetzbare Impfung zu entwickeln, müssen wir Virus-
bzw. fördern, lokal begrenztes Wachstum und bösartige Tu- Peptide aufspüren, die bei einem möglichst großen Kreis von
morentwicklung… Personen tatsächlich auf der Oberfläche der Zellen erscheinen
nn AR: … richtig, eben in Abhängigkeit vom genauen Virus-Typ können. An genau dieser Herausforderung arbeiten wir gerade.
und von Faktoren, die mit der infizierten Person zu tun haben.
Der erste Fall entspricht der Bildung von bspw. Warzen im Geni aa Das DKFZ ist ja ein besonderer Ort für HPV-Forschung,
talbereich, der zweite Fall entspricht der Entstehung von Tumoren schließlich wurde es 20 Jahre lang von Harald zur Hausen ge-
etwa am Gebärmutterhals, am Anus, im Rachenraum oder am leitet, der im Jahr 2008 den Medizinnobelpreis für seine Arbei-
Penis. ten auf diesem Gebiet erhielt. Wie kamen Sie nach Heidelberg?
nn AR: Dank Harald zur Hausen selbst. Nach der Auszeichnung
aa Um dies zu verhindern, gibt es schon seit Längerem eine mit dem Nobelpreis bekam Professor zur Hausen von einem
Schutzimpfung. Wie wird sie eingesetzt? Spender eine Million Euro angeboten, um seine Forschung fort-
nn AR: Ich möchte hier eingangs betonen, dass Schutzimpfun- zuführen. Mit dem Geld sollte eine neue Forschungsgruppe fi-
gen die wirksamste Möglichkeit im Kampf gegen Krankheiten nanziert werden und Professor zur Hausen durfte die Person
darstellen, die wir kennen. Vorbeugung ist viel effizienter als für diesen Job aussuchen. Wir hatten uns einige Zeit davor bei
Therapie! Wenn es der Wissenschaft also gelingt, gegen so einer Konferenz in den USA kennengelernt und seine Wahl fiel
schwerwiegende Erkrankungen wie Krebs Impfungen zu ent- auf mich. So kam ich im Jahr 2010 hierher.
wickeln, dann haben wir es mit wahren Durchbrüchen zu tun.
aa Gerade im Zusammenhang mit Krebs ist Prävention höchst
Gegen HPV gibt es in der Tat seit Jahren eine Schutzimpfung, bedeutsam. Auf welchem Wege kann man ein Bewusstsein
die für Mädchen und Jungen vor dem Einsetzen der sexuellen dafür Ihrer Meinung nach fördern?
Aktivität empfohlen wird. Es sind verschiedene Impfstoffe auf nn AR: Über die Schulen! Viele Verhaltensregeln zur Prävention
dem Markt, die gegen unterschiedliche HPV-Typen schützen, von Krankheiten sind grundsätzlich allgemein bekannt, doch
wobei die beiden Hochrisiko-Typen HPV-16 und HPV-18 immer zu ihrer Befolgung muss sich die Gesellschaft insgesamt noch
inkludiert sind. Die Impfstoffe enthalten keine vollständigen Vi- weiterentwickeln. Viele Menschen denken leider nach wie vor
ren, sondern nur leere Virushüllen, sind somit ungefährlich und erst dann über ihre Gesundheit nach, wenn die Beschwerden
gelten als gut verträglich. schon da sind und der Arztbesuch unvermeidlich wird. Des-
halb: Das Bewusstsein über Gesundheit muss primär über die
aa Der Ansatz, den Sie selbst mit Ihrer Forschungsgruppe ver- Schulen an die Leute, nicht über die Krankenhäuser!
folgen, besteht allerdings in der Impfung von Patientinnen und
Patienten, die das Virus schon in sich tragen. Wie würde eine aa Als Wissenschaftlerin steht man vor der Herausforderung,
derartige Impfung wirken? stets am neuesten Stand zu sein und zu verfolgen, was andere
nn AR: Die Idee dieses Ansatzes besteht darin, dem Immunsys- Forscherinnen und Forscher gegenwärtig entdecken. Welche
tem dabei zu helfen, infizierte Zellen zu finden. Eine derartige wissenschaftliche Erkenntnis in der jüngeren Vergangenheit
Zelle zeigt auf ihrer Oberfläche gewisse molekulare Merkmale, hat Sie besonders beeindruckt?
die auf die Virusinfektion hinweisen, und genau diese gilt es zu nn AR: In jüngster Zeit hat man viel über die Wirkungsweise von
identifizieren und zu charakterisieren. Wenn wir wissen, wie Chemotherapien dazugelernt, etwa inwiefern das körpereigeneKooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung 13
Immunsystem daran beteiligt ist: Durch die bei der Chemothe- aa Die Arbeit der Forscherin bzw. des Forschers hat viel mit
rapie verabreichten Wirkstoffe kommt es ja zum Absterben von Kreativität zu tun und vor allem mit ständig neuen Einfällen.
Zellen und genau dieser Zelltod scheint das Immunsystem ver- Wie kommen Sie auf neue Ideen?
mehrt auf den Plan zu rufen. Auch gibt es spannende Neuerung nn AR: Es ist sicherlich sehr wichtig, genug Pausen zu machen
en in der Art, wie man Impfstoffe verabreichen kann. Generell und sich immer wieder aus dem Tagesgeschehen herauszu-
bin ich immer wieder von den Fortschritten auf dem Gebiet der nehmen. Ich selbst versuche, regelmäßig Zeit im Freien zu ver-
Immuntherapie beeindruckt. Als ganz junge Forscherin wurde bringen und mir Auszeiten zu gönnen. Ein Fixpunkt in meinem
ich auf einem wissenschaftlichen Kongress einmal als Träu- Wochenplan ist außerdem das Singen in einem Chor. Gleichzei-
merin bezeichnet, als ich mich für dieses Feld interessierte. tig muss man in der Forschung natürlich versuchen, im eige-
Heute gibt es gerade hier so vielversprechende Ergebnisse, nen Wissenschaftsgebiet immer auf dem neuesten Stand zu
dass die Träume von gestern vielfach schon Realität sind. sein und viel zu lesen. Wo, wann und ob dann tatsächlich neue
Ideen kommen, kann man aber nicht planen.
aa Die Krebsforschung wird ja durch Entwicklungen in allen
wissenschaftlichen Disziplinen beeinflusst. In jüngster Zeit ist aa Und wie motivieren Sie sich für den Beruf der Forscherin?
in den Lebenswissenschaften viel von Schlagworten wie Er hat viel mit Druck und Konkurrenz zu tun.
CRISPR/Cas9, Mikrobiom und Epigenetik die Rede. Wie beurtei- nn AR: Es gibt Menschen, die sich die Frage stellen, wozu sie
len Sie deren Bedeutung für die Krebsforschung? täglich in die Arbeit fahren und wofür diese gut ist. Für alle, die
nn AR: Das angesprochene CRISPR/Cas9 krempelt gerade alles in der Krebsforschung arbeiten, stellt sich diese Frage nicht,
um. Es handelt sich dabei um ein Werkzeug, um präzise Verän- wir haben klare Ziele mit großem Nutzen vor Augen. Druck und
derungen an der DNA durchzuführen. Damit kann man es bei Konkurrenz machen das Leben in der Forschung natürlich hart,
unzähligen Fragestellungen einsetzen und das passiert bereits aber für mich überwiegen klar die Vorteile: Ich kann meinen ei-
weltweit. genen Interessen folgen und selbstbestimmt arbeiten, erlebe
in meinem Alltag ständig Neues. Ich würde den Beruf der For-
Das Mikrobiom ist auch stark im Kommen. Wir beginnen erst scherin gegen nichts tauschen wollen!
zu entdecken, welche Rolle die in uns und auf uns lebenden Mi-
kroorganismen für den menschlichen Körper spielen. Auch für Das Interview wurde von Bernhard Stehrer am DKFZ im Rahmen
den Wissenschaftsbetrieb selbst spielen Erkenntnisse aus der des Projektes Teachers + Scientists geführt.
Mikrobiom-Forschung eine Rolle: Viele Experimente werden ja
in Mäusen gemacht, die in steriler Umgebung leben. Diese wei-
sen in Hinblick auf ihr Mikrobiom natürlich erhebliche Unter-
schiede zu Mäusen auf, die man z. B. in Ställen antreffen kann.
Erst kürzlich wurde in einer Studie gezeigt, dass Ergebnisse,
die in Mäusen in nicht-sterilen Lebensbedingungen gewonnen
wurden, viel eher auf reale Populationen umzulegen sind. Das
ist auch mit Blick auf uns Menschen interessant, denn wir leben
nun mal nicht in einer sterilen Umgebung. Aus diesem Bereich
werden wir sicher viel hören in nächster Zeit.
Und die Epigenetik spielt für die Krebsforschung natürlich eine
Rolle, weil Veränderungen auf der Kontrollebene der DNA das
Verhalten einer Zelle beeinflussen. Hier am DKFZ gibt es Grup-
pen, die ihren Forschungsschwerpunkt auf epigenetische Fra-
Foto: Norbert Müller
gestellungen gelegt haben.
aa Gibt es Vorgänge in der Wissenschaft, die Sie beunruhigen?
nn AR: Ich denke, viele wissenschaftliche Erkenntnisse rufen Zur Person:
zunächst Beunruhigung hervor, der Mensch ist Neuem gegen- Angelika Riemer (*1976) studierte in Wien, Melbourne und
über automatisch skeptisch. Natürlich mache auch ich mir Ge- Bristol und promovierte in Medizin und Molekularer Biologie. Im
danken über mögliche Auswirkungen, wenn ich von neuen Jahr 2007 habilitierte sie im Fach Immunologie, von 2008 bis
Erkenntnissen höre. Ich halte es allgemein für wichtig, dass es 2009 forschte sie am Dana-Farber Cancer Institute / Harvard
zu wissenschaftlichen Erkenntnissen immer frühzeitig eine Medical School in Boston, USA, und leitet seit 2010 die Nach-
ethische Diskussion über Anwendungen und Auswirkungen gibt. wuchsgruppe Immuntherapie und Immunprävention am
Das ist hilfreich, um mögliche Missbräuche oder Fehlentwick- Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Riemer ist
lungen noch im Vorfeld abzufangen. Bei der vorhin angesproche- Fachärztin für Immunologie sowie für Dermatologie und Vene-
nen CRISPR/Cas9-Technologie ist das gerade intensiv im Gange. rologie.14 Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung
Zum Deutschen Krebsforschungszentrum: bbAntigenpräsentation
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) mit Sitz in Hei- Präsentation von Teilen von Antigenen (b Epitopen) im
delberg ist die größte biomedizinische Forschungseinrichtung Verbund mit MHC-Molekülen als „Peptid-MHC-Komplex“ an
Deutschlands und Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft der Oberfläche von Zellen. Kann von spezialisierten
deutscher Forschungszentren. Heute arbeiten rund 2.800 Mit- antigenpräsentierenden Zellen (mit MHC-Klasse-II) oder
arbeiterinnen und Mitarbeiter – darunter 1.200 Wissenschaft- anderen Körperzellen (mit MHC-Klasse-I) erfolgen. Ziel ist
lerinnen und Wissenschaftler – in über 90 Abteilungen und insbesondere die Aktivierung von T-Zellen.
Arbeitsgruppen an Fragen der Entstehung, Therapie und
Prävention von Krebs. Im Jahr 2008 erhielt der langjährige Lei- bbAntikörper
ter des DKFZ, Harald zur Hausen, den Medizinnobelpreis für Protein, das von aktivierten B-Zellen produziert wird.
seine bahnbrechenden Arbeiten auf dem Gebiet der HPV-For- Y-Form, mit zwei Bindungsstellen für Erreger bzw. Toxine.
schung. Auch Immunglobulin genannt.
Arbeitsaufträge: bbB-Zellen
1. Lesen Sie das Interview und fassen Sie die zentralen Kurz für B-Lymphozyten, Untergruppe der weißen Blutzel-
Aussagen der Wissenschaftlerin zusammen. len (Leukozyten). Effektorzellen des adaptiven Immunsys-
2. Formulieren Sie weitere mögliche Fragen an die Wissen- tems, Produzenten von Antikörpern.
schaftlerin. Versuchen Sie in der Gruppe und mithilfe ver-
schiedener Quellen, Antworten auf Ihre Fragen zu finden. bbDendritische Zellen
Zellen des angeborenen Immunsystems, zur Antigenprä-
3 | Fazit sentation befähigt. Große Bedeutung im Zusammenspiel
Das Immunsystem ist zweifellos eines der faszinierendsten von angeborenem und adaptivem Immunsystem.
Themen der Humanbiologie. Der Zugang dazu ist allerdings in-
sofern beeinträchtigt, als dass experimentelles Arbeiten mit bbEpitop
Schülerinnen und Schülern in diesem Bereich schwerfällt. Zur Bereich eines Antigens, an den ein Antikörper unmittelbar
für Schulstunden so bedeutsamen Variation von Medien und bindet oder der (im Komplex mit einem MHC-Molekül) von
Lernunterlagen kann etwa Material, das unmittelbar Wissen- einem T-Zell-Rezeptor erkannt wird.
schaftlerinnen bzw. Wissenschaftler zu Wort kommen lässt,
beitragen. Die exemplarische Bereitstellung solchen Materials bbHumane Papillomviren
– in Textform und Videoform[6] – war mitunter Ziel der vorliegen- Gruppe von DNA-Viren, die über Haut- bzw. Schleimhaut
den Kooperation zwischen Lehrer und Wissenschaftlerin. kontakt übertragen werden und beim Menschen Warzen
bildung, aber auch Krebsentstehung auslösen können.
4 | Glossar
bbAdaptives Immunsystem bbKomplementsystem
Teil des Immunsystems, das auf B- und T-Zellen beruht und System von im Blut gelösten Enzymen. Teil des angebo
sich durch hohe Spezifität und Fähigkeit zur Gedächtnis renen Immunsystems.
bildung auszeichnet.
bbMakrophagen
bbAdjuvans Zellen des angeborenen Immunsystems, zur Phagozytose
Hilfsstoff, der als Bestandteil von Impfstoffen die Immun und Antigenpräsentation befähigt.
reaktion – spezifisch ausgelöst durch ein Antigen – ver-
stärkt. Entspricht dem Gefahrensignal bei Infektionen. bbMHC (Haupthistokompatibilitätskomplex, Major Histo-
compatibility Complex)
bbAngeborenes Immunsystem Gruppe von Genen, die für Oberflächenproteine mit zentra-
Teil des Immunsystems, das unmittelbar nach Erkennung ler Bedeutung im Immunsystem codieren. Mit diesen wer-
eines Pathogens aktiv wird und dieses auf Grundlage weit den körperfremde Antigene präsentiert. Unterteilt in zwei
verbreiteter Merkmale erkennt. Beruht maßgeblich auf Klassen: MHC-Klasse-I und MHC-Klasse-II. Beim Menschen
Phagozyten, NK-Zellen und dem Komplementsystem. Hat auch HLA (Human Leukocyte Antigen) genannt.
im Gegensatz zum adaptiven Immunsystem keine Ge-
dächtnisleistung. bbNK-Zellen
Kurz für natürliche Killerzellen, Untergruppe der Lympho-
bbAntigen zyten. Teil des angeborenen Immunsystems. Primär gegen
Molekül, das eine Immunreaktion hervorrufen kann. virusinfizierte Zellen und Krebszellen gerichtet.Kooperation Heidelberg · Impfen gegen Krebs – Neue Wege in der Krebsforschung 15
bbPathogen HPV-Impfung
Krankheitserreger (z. B. Bakterien, Viren). bbKrebsinformationsdienst des Deutschen
Krebsforschungszentrums: www.krebsinformationsdienst.de/
bbPhagozytose vorbeugung/risiken/hpv.php
Aufnahme und Verdau von Zellen oder Zellbruchstücken,
Bakterien oder Viren durch spezialisierte Zellen. Viren und Krebs
bbMölling, Karin (2015): Supermacht des Lebens. Reisen in
bbSchutzimpfung die erstaunliche Welt der Viren. München: C.H.Beck.
Medizinische Maßnahme mit dem Ziel, vor Kontakt mit einem
Krankheitserreger das Immunsystem auf diesen vorzube- DNA-Reparatur
reiten, um im Falle eines tatsächlichen Kontakts rasch eine bbFischer, Lars (2015): DNA-Reparatur: Weißer Ritter gegen
Immunantwort aufbauen zu können. Nutzt die Fähigkeit Krebs und Altern. Online auf www.spektrum.de
des immunologischen Gedächtnisses des adaptiven Im-
munsystems. CRISPR/Cas9
bbFindeklee, Antje (2016): CRISPR/Cas9. Erbgut auf dem
bbTherapeutische Impfung Schneidetisch. Heidelberg: Spektrum der Wissenschaft.
Medizinische Maßnahme mit dem Ziel, bei Vorhandensein bbSchroeder, Renée (2016): Die Erfindung des Menschen.
eines Krankheitserregers oder von entarteten Zellen, das Wie wir die Evolution überlisten. Salzburg/Wien: Residenz.
Immunsystem auf diese hinzuweisen, um eine effiziente
Immunantwort auszulösen und befallene Zellen zu eliminieren. Mikrobiom
bbMerkelt, Judith (2016): Mikrobiom. Was unsere Bakterien
bbT-Zellen über uns verraten. Heidelberg: Spektrum der Wissenschaft.
Kurz für T-Lymphozyten, Untergruppe der weißen Blutzellen
(Leukozyten). Effektorzellen des adaptiven Immunsystems. Modellorganismen
Nach Funktion in Gruppen unterteilt, z. B. in T-Helferzellen bbGENOMXPRESS SCHOLÆ 1 (2010), S. 43-46. Online auf
(Koordination der Immunantwort) und zytotoxische T-Zellen www.glaesernes-labor.de
(Abtöten virusinfizierter Zellen oder Krebszellen).
Epigenetik
Quellen bbEils, Roland (2015): systembiologie.de scholae (Schul
Campbell, N. A. & Reece, J. B. (2011): Biologie, 8. Auflage.
[1]
ausgabe), S. 27–31. Online auf www.systembiologie.de
München: Pearson Education Deutschland. bbFindeklee, Antje (2014): Epigenetik. Wie die Umwelt unser
[2]
Schmetzer, O. (2015): BASICS Immunologie, 3. Auflage. Erbgut beeinflusst. Heidelberg: Spektrum der Wissenschaft.
München: Urban & Fischer. bbArbeitsgruppen mit epigenetischen Fragestellungen am
[3]
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Ro- Deutschen Krebsforschungszentrum: www.dkfz.de/de/
berts, K. & Walter, P. (2015): Molecular Biology of THE CELL, epigenetik/
6. Auflage. New York: Garland Science.
[4]
Hanahan, D. & Weinberg, R. A. (2011): Hallmarks of Cancer: Forschungsförderung in Deutschland
The Next Generation. In: Cell (144), 646-674. bbSiehe www.research-in-germany.org
[5]
Krebsinformationsdienst des Deutschen Krebsforschungs-
zentrums: www.krebsinformationsdienst.de (aufgerufen Kontakt
am 01.01.2017) bbBernhard Stehrer
[6]
Die Videos finden Sie unter www.science-on-stage.de/ bernhard.stehrer@ursprung.at
teachers-scientists_materialien. HBLA Ursprung · Ursprungstraße 4 · A-5161 Elixhausen
www.ursprung.at
Hilfreiche Links und weiterführende Literatur bbPD Dr. Dr. Angelika Riemer
Immuntherapie und Immunprävention a.riemer@dkfz.de
bbForschungsgruppe Angelika Riemer am Deutschen Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Krebsforschungszentrum: www.dkfz.de/de/ Immuntherapie und -prävention (F130)
immuntherapie-immunpraevention/index.php Im Neuenheimer Feld 280 · D-69120 Heidelberg
www.dkfz.de/de/immuntherapie-immunpraevention
Harald zur Hausen
bbDeutsches Krebsforschungszentrum: www.dkfz.de
bbOffizielle Informationen zum Nobelpreis: www.nobelprize.org
bbZur Hausen, Harald & Reuter, Katja (2010): Gegen Krebs.
Die Geschichte einer provokativen Idee. Reinbek: Rowohlt.16
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