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Lexikon der Biologie: Zelltransformation

Zelltransformation w, Transformation, maligne Transformation, neoplastische Transformation, onkogene Zelltransformation, ein Prozeß, der zu vererbbaren Zellveränderungen und zur Entartung normaler Zellen führen kann. Diese Zellumwandlung ist nicht zu verwechseln mit der genetischen Transformation, auch wenn sie manchmal einen phänotypischen Hinweis für den Einbau von Fremd-DNA darstellt. Als herausragendes Merkmal zeigen transformierte Zellen neben einer anderen Zell-Morphologie ein verändertes Wachstumsverhalten – bedingt durch den Verlust der dichteabhängigen Wachstumsinhibition, einen verminderten Bedarf an Wachstumsfaktoren und die Fähigkeit, auf eine Verankerung am Substrat und hohe Serumkonzentrationen zu verzichten. So wachsen transformierte Zellen in Zellkulturen nicht mehr als Monolayer, sondern als ungeordnete Masse in vielschichtigen Kolonien. Auch erzeugt eine Transformation die Immortalisierung, d.h. eine unbegrenzte Lebensdauer der Zellen, und bewirkt oftmals die Fähigkeit zur Bildung von Tumoren nach einer Injektion in geeignete Versuchstiere. Allerdings sind transformierte Zellen nicht zwangsläufig tumorigen. Meist werden Chromosomenanomalien, resultierende Teilungsanomalien und Veränderungen der Genexpression beobachtet. Durch die Transformation hervorgerufene Veränderungen der Oberflächeneigenschaften stehen oft in Verbindung mit der Ausprägung neuer Oberflächenantigene sowie einer modifizierten Tansportgeschwindigkeit von Nährstoffen. All diese zellbiologischen Parameter ( vgl. Tab. ) können unabhängig voneinander exprimiert werden. Kultiviert man eine einzelne Kolonie transformierter Zellen weiter, erhält man transformierte Zellinien. – Eine Zelltransformation kann hervorgerufen werden durch 1) Infektion (Virusinfektion) mit DNA-Tumorviren (Polyomaviren, Papillomviren, Adenoviren, Herpesviren) oder RNA-Tumorviren (Retroviren), 2) Transfektion mit Tumorvirus-DNA oder DNA viraler bzw. zellulärer Onkogene, 3) Behandlung mit Cancerogenen (cancerogen), 4) Ultraviolett- (Ultraviolett) oder Röntgenstrahlen, 5) bei einigen Zelltypen spontan. Aus tierischen oder menschlichen Tumorzellen isolierte DNA kann ebenfalls bestimmte Zielzellen (als besonders geeignet erwiesen sich NIH-3T3-Mäuse-Fibroblasten, bei denen es sich um bereits immortalisierte Zellen handelt; Swiss-Albino-Zellen) transformieren. Mit derartigen DNA-Transfer-Experimenten gelang die Identifizierung einiger zellulärer Onkogene. Es wird angenommen, daß die Zelltransformation in vitro und die Entstehung von Tumorzellen in vivo einander entsprechende, wenn auch nicht notwendigerweise identische Prozesse sind. Für die experimentelle Transformation von primären Mauszellen sind weniger genetische Veränderungen (2–3) notwendig als für die Transformation von primären menschlichen Zellen (mindestens 5). Deshalb lassen sich Mauszellen, aber nicht menschliche Zellen, durch die Einführung von 2 Onkogenen (z.B. myc und ras [Ras-Proteine]) effizient transformieren. Für die Zelltransformation erforderliche Veränderungen bewirken 1) die Ausschaltung der Kontrolle des Zellzyklus durch pRB, 2) die Inaktivierung von p53 (p53-Protein), wodurch es zu genomischer Instabilität, ungehemmter Zellteilung und einem Verlust der Apoptose kommt, 3) die Aktivierung der Telomerase zur Erhaltung der Telomer-Längen an den Enden der Chromosomen und damit die Aufhebung der replikativen Seneszenz (Altern) sowie 4) die Unabhängigkeit der Zellen von externen Wachstumssignalen. Tumorsuppressorgene.

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