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Chemotherapie © Krebsinformationsdienst, Deutsches Krebsforschungszentrum

Chemotherapie: Was steht hinter dieser Behandlungsform?

Grundlagen zur Wirkungsweise

Unter Chemotherapie versteht man die Behandlung mit Medikamenten, die Zellen am Wachstum hindern oder zum Absterben bringen. Dabei ist es zunächst egal, ob es sich um Krankheitserreger,  Krebszellen oder andere Zellen handelt. Im weiteren Sinn gelten also auch Antibiotika als "Chemotherapie". Heute wird der Begriff allerdings fast ausschließlich für die Behandlung von Krebs verwendet: wenn Tumoren durch Medikamente verkleinert oder zerstört werden. Sogenannte Zytostatika, umgangssprachlich auch als Zellgifte bezeichnet, beeinträchtigen Krebszellen grundlegend in ihrer Funktion: Weitere Teilungen werden gestoppt und die geschädigten Zellen vom Körper des Patienten abgebaut.
Wie die Chemotherapie genau funktioniert, erläutert der Krebsinformationsdienst im folgenden Text.

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Quellen und Links

Als Quellen wurden aktuelle Lehrbücher der Krebsmedizin und der Arzneimitteltherapie genutzt. Links im folgenden Text führen zu vertiefenden Texten des Krebsinformationsdienstes, denen weitere Quellenangaben beigefügt sind. Weitere Linktipps sind im Kapitel "Mehr wissen über Chemotherapie: Links, Adressen, Broschüren, Fachinformationen" aufgeführt.

Schädigung der Erbsubstanz: Wachstum blockieren, Teilung verhindern

Aufbau der DNA © Krebsinformationsdienst, Deutsches Krebsforschungszentrum
Aufbau der DNA © Krebsinformationsdienst, Deutsches Krebsforschungszentrum (zum Vergrößern auf die Lupe klicken)

Die zur Chemotherapie eingesetzten Medikamente, die Zytostatika, erzielen ihre Wirkung auf unterschiedliche Weise. Sie sind nicht einfach nur giftig, sondern wirken mehr oder weniger gezielt auf Vorgänge, die für das Wachstum und die Teilung von Zellen wichtig sind. 

Einige Zytostatika setzen an der Erbinformation direkt an. Sie ähneln zum Beispiel natürlichen Bausteinen der Erbsubstanz DNA (deutsch: DNS für Desoxyribonukleinsäure - siehe Bild). So werden sie bei der Teilung von Tumorzellen anstelle der "richtigen" Moleküle eingebaut. Dadurch wird die Erbinformation zerstört oder nicht gleichmäßig auf die beiden neuen Zellen verteilt. Wenn überhaupt noch Tochterzellen entstehen, so wachsen diese aufgrund dieser Schäden nicht mehr weiter.
Andere Zytostatika behindern die Verdopplung der Erbsubstanz und ihre gleichmäßige Verteilung auf zwei neue Zellen bei der Zellteilung - sie stoppen Enzyme, die am Aufbau der DNA beteiligt sind, oder sie "verkleben" die Wicklung der DNA (siehe Bild).

Einige Zytostatika wirken nicht auf die Zellteilung direkt, sondern stören den Stoffwechsel der Tumorzellen. Sie blockieren Hilfsmoleküle, die für die Produktion von Proteinen wichtig sind. Damit stoppen die Medikamente den Nachschub von "Baumaterial" für die Zelle, also von Struktureiweißen, Enzymen und anderen Substanzen, die die Krebszelle zum Wachstum und damit auch zur weiteren Teilung benötigt.

Mehr über die Prozesse, die beim Tumorwachstum ablaufen, hat der Krebsinformationsdienst in seinen Texten zu "Krebsentstehung und Metastasenbildung" zusammengestellt.

Programmierter Zelltod: Chemotherapie nicht einfach nur giftig

Tumorzellen "platzen" bei einer Chemotherapie nicht einfach. Dies würden Patienten auch gar nicht aushalten, die Komplikationen wären zu schwerwiegend: Eine umfangreiche Gewebszerstörung, eine sogenannte Tumornekrose oder Tumorlyse, könnte ihren Körper wie nach einer Verbrennung oder einer schweren Infektion mit Zelltrümmern und Abbauprodukten regelrecht vergiften: Die Nieren, die Blutgerinnung und auch das Immunsystem wären überfordert.

Zwar kann eine Chemotherapie zum schnellen Absterben von Tumorzellen führen. Insbesondere bei Krebspatienten, bei denen große Tumoren durch die Behandlung rasch verkleinert werden, findet man daher oft einige solcher Nekroseherde im Krebsgewebe. Bei Patienten mit akuten Leukämien kann es durch eine Chemotherapie tatsächlich zum schnellen Zerfall der großen Mengen an kranken Blutzellen kommen, deshalb muss die Behandlung bei ihnen ganz besonders sorgfältig überwacht werden.
Die heute eingesetzten Therapieschemata zielen insgesamt aber überwiegend darauf, Tumorzellen nicht rasch zu zerstören, sondern sie zunächst am unkontrollierten Teilen zu hindern, und so das Tumorwachstum zu begrenzen.

Was geschieht mit geschädigten Tumorzellen bei der Chemotherapie?

Durch Zytostatika geschädigte und inaktiv gewordene Zellen werden über einen körpereigenen Kontrollmechanismus erkannt und gezielt abgebaut. Ihre Reste verwertet der Stoffwechsel weiter, genauso wie er es mit allen gealterten oder funktionslos gewordenen Zellen auch normalerweise tut.
Der Fachbegriff dafür lautet Apoptose; dieser Mechanismus wird auch als programmierter Zelltod bezeichnet.

  • Der Erfolg einer Chemotherapie ist daher selten über Nacht sichtbar: Es dauert einige Tage oder sogar Wochen, bis man das Ansprechen eines Tumors auf die Therapie sicher beurteilen kann.

An den Themen Apoptose, gestörte Zellalterung und gestörter Zelltod wird intensiv geforscht. Die Zahl der wissenschaftlichen Veröffentlichungen dazu geht in die Tausende, auch dann, wenn man nur deutschsprachige Fachartikel berücksichtigt. Einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand bietet der Text "Krebsentstehung".

Wirkung: Nicht krebsspezifisch – auch gesunde Zellen werden getroffen

Die meisten Zytostatika greifen in Stoffwechsel- oder Zellteilungsvorgänge ein, die nicht nur in Tumorzellen, sondern in allen Zellen eine wichtige Rolle spielen. Sie sind nicht wirklich krebsspezifisch wirksam. Trotzdem schädigen die Medikamente Tumorzellen meist weit mehr als gesundes Gewebe.
Der Grund liegt im biologischen Verhalten der Krebszellen: Sie teilen sich häufiger als Zellen im gesunden Gewebe und sind daher anfälliger für Medikamente, die die Erbsubstanz der Zellen angreifen oder den Zellstoffwechsel und die Zellteilung stören. Oft macht sich die Wirkung der Zytostatika erst dann bemerkbar, wenn die Zelle sich das nächste Mal teilt. In den meisten gesunden Geweben findet aber nur so viel Zellteilung statt, wie für Erhaltung und Regeneration nötig ist. Dies macht sie weniger empfindlich als Tumorgewebe.
Betroffen sind von Zytostatika allerdings auch gesunde Gewebe, die sich ähnlich schnell teilen wie Krebszellen: Dazu gehören etwa die Schleimhautzellen in Mund und Verdauungstrakt, die aufgrund der hohen mechanischen Beanspruchung ständig ersetzt werden müssen. Ebenfalls betroffen sind die Haarwurzelzellen, die blutbildenden Zellen im Knochenmark und in geringerem Umfang auch andere sich rasch regenerierende Gewebe. Diese Beeinträchtigung erklärt einen Teil der typischen Nebenwirkungen vieler Chemotherapien (mehr dazu im Kapitel "Nebenwirkungen").

Tumorzellen sind aber auch aus einem weiteren Grund empfindlicher gegenüber den Zytostatika als normales Gewebe: Sie sind oft unreif und können ihre gewöhnliche Funktion nicht mehr erfüllen.
Die Mehrzahl normaler Zellen hingegen ist ausgereift. Der Fachbegriff heißt ausdifferenziert, sie sind sozusagen "erwachsen" und nehmen ihre gewebetypischen Aufgaben wahr. Bei den wenig differenzierten (oder entdifferenzierten) Tumorzellen ist häufig auch die Fähigkeit verloren gegangen, sich selbst zu reparieren. Schäden, die durch die Chemotherapie entstehen, können nicht behoben werden.
Wie gut oder wie schlecht differenziert eine Zelle ist, spielt aus diesem Grund auch in der Tumordiagnostik eine Rolle. Beurteilt wird das sogenannte Grading, mehr dazu im Text "TNM-System und Staging".

Wie genau sich das biologische Verhalten von Tumorzellen von dem gesunder Gewebe unterscheidet, ist Gegenstand intensiver Forschung. Bei einigen Tumoren hat man so genannte Stammzellen gefunden, von denen allein das Wachstum ausgeht, während der Rest der Zellen daran nicht beteiligt ist. Ob dies für alle Krebsarten und in jeder Phase des Tumorwachstums zutrifft, kann für die meisten Krebsformen noch nicht sicher beurteilt werden. Es gilt unter Fachleuten jedoch als wahrscheinlich.
Welche Konsequenzen es für die Planung einer Chemotherapie hätte, wenn es eine solche "Arbeitsteilung" in jedem Tumorgewebe gäbe, ist ebenfalls noch nicht absehbar.

Um Krebszellen so gezielt wie möglich zu treffen und gesunde Zellen so weit wie möglich zu schonen, ist es wichtig, möglichst viel über die biologischen Eigenschaften eines Tumors zu wissen. Die Aufarbeitung von Gewebeproben nach Biopsien oder Operationen unter dem Mikroskop und mit molekularbiologischen Methoden gehört heute deshalb in der Krebsdiagnostik zum Standard. Diese Untersuchungen liefern wichtige Informationen über das Verhalten der Krebszellen, über ihre Wachstumsgeschwindigkeit, den Grad der Abweichung von normalem Gewebe und damit den Grad der Bösartigkeit. Die Ergebnisse erleichtern die Therapieplanung. Die zugrunde liegenden Tests werden durch intensive Forschung auch immer genauer und aussagekräftiger.

Regelrechte Sensitivitätstests hingegen, mit denen das Ansprechen eines Tumors auf verschiedene Medikamente schon vor Behandlungsbeginn getestet werden soll, haben die in sie gesetzten Erwartungen dagegen bisher nicht erfüllt (mehr dazu im Kapitel "Chemosensitivität und Resistenz").