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Lösungshinweise: Angiogenese

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Lösungshinweise: Angiogenese

Aufgaben:

1. Nennen Sie je ein Beispiel für einen Wachstums- und Entwicklungsprozess, bei denen Gefäßneubildungen (= Angiogenese) stattfinden.

  • Aufbau der Gebärmutterschleimhaut während des Menstruationszyklus
  • Vorgänge bei der Embryonalentwicklung

2. Geben Sie eine Erklärung für die Tatsache, dass ein Tumor ohne Gefäßneubildung nicht größer als 1-2 mm3 werden kann.

Auch Tumorgewebe ist auf eine ausreichende Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen sowie die Entsorgung von Abfallstoffen seines Stoffwechsels angewiesen. Ab einem Tumorvolumen von 1-2 mm^3 sind Diffusionsvorgänge zu langsam, um dies zu bewerkstelligen.

3. Beschreiben Sie die auf der nächsten Seite schematisch dargestellten Vorgänge kurz mit eigenen Worten.

Schema 1:
  • Gewebe unter Sauerstoffmangel produziert Wachstumsfaktoren zur Gefäßneubildung
  • diese Angiogenesefaktoren diffundieren in das umliegende Gewebe
Schema 2:
  • Angiogenesefaktoren binden an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche von Endothelzellen
  • Endothelzellen werden aktiviert und stellen u.a. verschiedene Enzyme (z.B. Kollagenase) her
  • diese Enzyme schneiden kleine Hohlräume in die Basallamina
  • Endothelzellen teilen sich und wandern in die Hohlräume ein
Schema 3:
  • über spezielle Moleküle werden die sich neu bildenden Blutgefäße im Bindegewebe verankert
  • weitere Enzyme lösen das Bindegewebe auf

4. Benennen Sie das biologische Prinzip, das die Aktivierung von Endothelzellen bewirkt.

Die Bindung von Wachstumsfaktoren für die Gefäßneubildung (Angiogenesefaktoren) an ihre spezifischen Rezeptoren auf der Endothelzelloberfläche erfolgt nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.

5. Entwickeln Sie auf Basis der Vorgänge bei der Angiogenese eine Tumortherapie.

  • Hemmung der Produktion oder Freisetzung von Angiogenesefaktoren durch das Tumorgewebe
  • Hemmung der Bindung von Angiogenesefaktoren an Rezeptoren auf Endothelzellen; hierdurch werden Endothelzellen nicht aktiviert, d.h. es erfolgt keine Zellteilung, keine Freisetzung von Enzymen, die die Basallamina auflösen, keine Wanderung von Endothelzellen ins umliegende Bindegewebe
  • Hemmung der Enzyme, die die Basallamina bzw. das Bindegewebe auflösen (z.B. Kollagenasen, Matrix-Metalloproteinasen)