TKTL1  (Transketolase-like 1) ist ein Gen, das ein Protein mit einer strukturellen Ähnlichkeit zur Transketolase, einem Enzym des Pentosephosphatwegs (PPP), kodiert. Dieser Stoffwechselweg ist wichtig für die Bereitstellung von NADPH und Ribose-5-phosphat, die beide für die Zellproliferation und den Schutz vor oxidativem Stress essenziell sind. TKTL1 hat in letzter Zeit Aufmerksamkeit erregt, da es mit bestimmten Krebsarten und der Evolution des menschlichen Gehirns in Verbindung gebracht wird.

Funktion von TKTL1:

• Alternativer Stoffwechselweg: 

  TKTL1 spielt eine Rolle in einem alternativen Pentosephosphatweg, der weniger auf die oxidative Phase angewiesen ist. Dieser alternative Weg liefert NADPH, ohne dass die Zellen vermehrt reaktive Sauerstoffspezies (ROS) produzieren. Dies ist besonders wichtig für Krebszellen, da sie unter oxidativem Stress stehen und auf eine ausreichende NADPH-Versorgung angewiesen sind, um zu überleben und zu wachsen.

• Bedeutung in der Krebsbiologie:

  TKTL1 wird in mehreren Studien mit einer erhöhten Glykolyse und einer veränderten metabolischen Anpassung von Krebszellen in Verbindung gebracht. Es ist insbesondere in aggressiven Krebsarten wie Kolorektal-, Brust- und Lungenkrebs überexprimiert. Die Überexpression von TKTL1 wurde mit einer schlechteren Prognose und einem erhöhten Tumorwachstum assoziiert, da es Krebszellen ermöglicht, sich besser an hypoxische (sauerstoffarme) Bedingungen anzupassen und resistent gegen oxidativen Stress zu werden.

• Apoptose und Zellüberleben:

  TKTL1 könnte auch den Zelltod (Apoptose) hemmen, indem es oxidativen Stress minimiert und Krebszellen widerstandsfähiger macht. Dies trägt zur Tumorprogression und zur Resistenz gegenüber Chemotherapien bei, was es zu einem potenziellen Ziel für neue therapeutische Ansätze macht.

• Rolle in der Hirnentwicklung:

  Eine kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass eine Mutation im TKTL1-Gen, die beim modernen Menschen vorhanden ist, möglicherweise zur vergrößerten Gehirnentwicklung und zur Evolution des Menschen beigetragen hat. TKTL1 wurde mit der Vermehrung von radialen Gliazellen in Verbindung gebracht, die für die Bildung der Großhirnrinde (Neokortex) verantwortlich sind. Diese Entdeckung hat das Interesse an TKTL1 in der Neurowissenschaft geweckt, da es ein Schlüsselfaktor für die Hirnkapazität des modernen Menschen im Vergleich zu früheren Hominiden sein könnte.

Bedeutung von TKTL1:

• Krebsforschung: 

  TKTL1 gilt als ein vielversprechender biomarker für Tumore und könnte als therapeutisches Ziel für die Krebsbehandlung dienen, insbesondere in aggressiven Tumoren mit hoher Glykolyse.

• Neurowissenschaften: 

  TKTL1 ist von Interesse in der Forschung zur Hirnentwicklung und zur Evolution des modernen Menschen, da es eine Rolle bei der Ausdifferenzierung des menschlichen Neokortex spielen könnte.

• Metabolismus: 

  In Krebszellen könnte die Blockade von TKTL1 die metabolische Flexibilität der Tumorzellen einschränken und sie anfälliger für Therapien machen, indem der oxidative Stress erhöht wird.

Zusammengefasst hat TKTL1 eine Doppelfunktion: Es spielt eine Schlüsselrolle sowohl im Krebsmetabolismus als auch in der menschlichen Gehirnentwicklung, was es zu einem äußerst interessanten Forschungsgegenstand in der Biomedizin macht.

Apo10  ist ein Begriff, der in der Medizin, insbesondere in der Krebsdiagnostik, verwendet wird. Er bezieht sich auf ein spezifisches apoptotisches (programmiertes Zellsterben) Fragment eines Proteins, das durch den Nachweis von apoptotischen Zellen gewonnen wird. Apo10 spielt eine besondere Rolle in der Früherkennung und Prognose von Krebserkrankungen.

Rolle von Apo10 bei Krebs:

1. Apoptose-Indikator:

   Apoptose ist ein natürlicher Prozess, bei dem Zellen geordnet absterben, um das Gewebe gesund zu halten. Bei Krebs jedoch können Zellen diesem Mechanismus entgehen, was zur unkontrollierten Zellteilung führt. Apo10 entsteht als biomolekulares Fragment in Zellen, die den Apoptose-Prozess durchlaufen. Der Nachweis von Apo10 kann darauf hinweisen, dass Zellen auf einem Weg des kontrollierten Zelltodes sind.

2. Diagnostische Bedeutung:

   In der Krebsdiagnostik wird Apo10 in Verbindung mit anderen Markern verwendet, um den Krankheitsverlauf zu beurteilen oder die Effizienz von Behandlungen zu überwachen. Wenn Apo10 in hoher Menge in Gewebeproben oder Blut nachgewiesen wird, kann dies darauf hindeuten, dass in den betroffenen Geweben ein verstärkter apoptotischer Prozess stattfindet.

   Besonders im Bereich der Fluoreszenzmikroskopie und ELISA-Assays (Enzyme-linked immunosorbent assay) wird der Apo10-Marker verwendet, um Tumorzellen von gesunden Zellen zu unterscheiden.

Tumorwachstum und Resistenz:

Krebszellen zeichnen sich oft dadurch aus, dass sie die Apoptose blockieren oder umgehen, was ihr Überleben ermöglicht. Der Nachweis von Apo10 könnte helfen, Therapieansprechen zu überwachen, indem es zeigt, ob eine Behandlung das Tumorwachstum durch induzierte Apoptose hemmt. Es dient somit als Marker für den Erfolg von Chemotherapie oder Strahlentherapie, die auf den Zelltod abzielen.

Zusammen mit TKTL1:

Interessanterweise wird Apo10 oft in Kombination mit dem oben erwähnten TKTL1 als Doppelfaktor in bestimmten Testkits eingesetzt, um Hinweise auf Krebs zu geben. Dieser Kombinationsansatz, der TKTL1 für den Kohlenhydratstoffwechsel und Apo10 für die Apoptose-Erkennung nutzt, ermöglicht es, eine breitere Palette von Tumoreigenschaften zu bewerten.

Bedeutung in der Praxis:

1. Früherkennung:

   Apo10 kann als Marker in nicht-invasiven Bluttests dienen, die auf das Vorhandensein und die Aggressivität von Tumoren hinweisen. Es könnte Teil einer frühen Krebsdiagnose sein, insbesondere bei schwer detektierbaren Krebsarten wie Pankreas-, Lungen- oder Brustkrebs.

2. Prognose: 

   Die Menge an Apo10 in Gewebeproben könnte mit der Prognose des Patienten korrelieren. Hohe Apo10-Werte deuten auf einen aktiven Zelltodprozess hin, was in einigen Fällen ein positives Signal für die Therapieantwort sein kann.

Zusammengefasst ist Apo10 ein bedeutender Biomarker für den Zelltod, der zur Krebsdiagnose und Therapieüberwachung genutzt wird. Es hilft zu verstehen, wie Tumore auf Behandlungen reagieren und kann potenziell in der Früherkennung von Krebs verwendet werden.

Der Edim-Test der Firma Biovis aus Limburg ist ein Test in dem die im Blut zirkulierende Fresszellen (Makrophagen) aufgespürt werden, die Tumorzellen in sich aufnehmen. 

TKTL1 und Apo10 sind also zwei Tumormarker, die in Tumoren gebildet werden, um das Wachstum und die Ausbreitung von Tumoren zu ermöglichen. Während Apo10 eine fehlende Elimination, also ein nicht Absterben (Apoptose) von Tumorzellen anzeigt, signalisiert TKTL1 einen erhöhten Zuckerstoffwechsel von Tumorzellen, der sowohl zu einer Metastasierung als auch zu einer Resistenz gegenüber Strahlentherapie und Chemotherapie führt.

In der Uniklinik Tübingen wurden diese Test an Krebspatienten mit Prostata-, Brust- und Mundhöhlenkrebs durchgeführt (siehe unten). In den Tests mit der EDIM-Methode wurden beide Marker bei fast allen Krebspatienten nachgewiesen. Apo10 fand sich in den Schnitten von 82% der Tumoren, TKTL1 bei immerhin 42%.

Beide Tumormarker eignen sich besonders gut zur Bestätigung von Krebsdiagnosen und zur Kontrolle des Therapieerfolgs.

Fachinfo:

Pressemitteilung Uniklinikum Tübingen

Beispiel Befund

Aktueller Wissenstand: Publikationen TKTL1 & Apo10