Ein blinder Maulwurf (Spalax carmeli). Bildnachweis: Andrey V. Galkin.
Obwohl blinde Maulwürfe den Weg zur ewigen Jugend nicht gefunden haben, scheinen sie ein krebsfreies Alter zu genießen, und das Geheimnis ihrer Widerstandsfähigkeit scheint ihr unterirdisches Leben zu sein. Imad Shams von der Universität Haifa, Israel, erklärt, dass die Nagetiere einem gefährlich niedrigen Sauerstoffgehalt (Hypoxie) ausgesetzt sind und intern produzierte DNA-schädigende Substanzen freisetzen, wenn die Höhlen gelüftet werden. Man nahm an, dass sie effiziente DNA-Reparaturmechanismen entwickelt hatten, um sich vor den Schäden zu schützen – was sie auch vor Krebs bewahren könnte -, obwohl Shams sagt, dass „bis heute kein direkter experimenteller Beweis für diese Annahme erbracht wurde“. Da diese Frage ungeklärt war, begannen er und seine Kollegen Vered Domankevich, Hossam Eddini und Amani Odeh, nach direkten Beweisen für die molekularen Selbstverteidigungskräfte der blinden Maulwurfsratte zu suchen.
Zunächst sammelte das Team Hautzellen von blinden Maulwurfsrattenbabys (Spalax carmeli) und züchtete sie isoliert im Labor, bevor sie die Zellen Wasserstoffperoxid aussetzten – einem der von Sauerstoff produzierten Gifte, die DNA-Stränge brechen – um herauszufinden, wie gut sie überlebten. Beeindruckenderweise überlebten die Zellen der Maulwurfsratte die schädigenden Wirkungen gut, mit einem hohen Anteil an gesunden Zellen, die überlebten, im Gegensatz zu den Hautzellen der Ratte, die eine hohe Sterberate aufwiesen. Als das Team außerdem überprüfte, wie stark die DNA der Maulwurfsratte geschädigt wurde, stellten sie beeindruckt fest, dass die Maulwurfsratten deutlich weniger DNA-Brüche anhäuften als die Hautzellen der Ratte.
Es war jedoch immer noch unklar, ob dies auf effiziente DNA-Reparatur- und -Erhaltungsmechanismen oder andere Gründe zurückzuführen war“, so Shams, weshalb das Team die Zellen steigenden Dosen schädlicher UV-Strahlung und einem Chemotherapeutikum, Etoposid, aussetzte – die beide ebenfalls die DNA-Kette unterbrechen – um herauszufinden, wie gut die Maulwurfsrattenzellen überlebten. Beeindruckenderweise waren die Maulwurfszellen, die mit dem Chemotherapeutikum behandelt wurden, nahezu unbeeinträchtigt, im Gegensatz zu den Hautzellen von Ratten, die zwei Tage nach der höchsten Chemotherapiedosis kaum überlebten. Die Zellen der Maulwurfsratte, die der UV-Strahlung ausgesetzt waren, wurden zwar auch geschädigt, aber bei weitem nicht so stark wie die Hautzellen der Ratten. Außerdem injizierten Shams und seine Kollegen den Maulwurfsrattenzellen durch UV-Strahlung geschädigte DNA, um herauszufinden, wie gut die Nagetiere die Schäden reparieren können. Dabei stellten sie fest, dass die DNA-Reparaturkapazität der Maulwurfsratten 36-mal höher war als die der Rattenhautzellen.
Shams sagt: „Wir zeigen, dass die DNA-Reparaturkapazität von Wasserstoffperoxid-induzierten Läsionen bei Spalax fünfmal höher ist als bei der Ratte“, und er fügt hinzu, dass die Ergebnisse „die Beteiligung der Nukleotid-Exzisionsreparatur, der Basen-Exzisionsreparatur und anderer Wege“ nahelegen. Er hofft auch, dass die Lehren, die er aus diesen bemerkenswerten krebsresistenten Nagetieren zieht, die Hoffnung auf ein echtes Heilmittel gegen Krebs wecken könnten: „Das Verständnis der Mechanismen, die Spalax über Millionen von Jahren entwickelt hat, hat nicht nur Auswirkungen auf das Verständnis des Alterns und der Krebsentwicklung, sondern könnte auch therapeutische Bedeutung haben“, sagt er.