Proliferation

Proliferation (von lat. proles „Nachwuchs“, „Sprössling“ und fero „ich trage“) ist ein grundlegender biologischer Prozess der Zellvermehrung durch Wachstum und anschließende Teilung (Mitose), der zu einer Erhöhung der Anzahl von Zellelementen und damit zu Gewebsaufbau führt.

Dieser Prozess liegt der Entwicklung, dem Wachstum und der Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen jedes vielzelligen Organismus zugrunde. Die Proliferation trägt sowohl zu normalen physiologischen Funktionen als auch zur Entwicklung vieler pathologischer Zustände bei, darunter auch Tumorwachstum.

Physiologische und pathologische Proliferation

Die Zellvermehrung kann sowohl normal und kontrolliert als auch übermäßig und pathologisch sein.

Formen der Proliferation:

• Physiologische Proliferation:
  • Beschreibung: Ein normaler, streng geregelter, lebensnotwendiger Prozess.
  • Beispiele: Embryonale Entwicklung, Wachstum des kindlichen Organismus, Regeneration von Gewebe nach Verletzungen (Wundheilung), Erneuerung ständig absterbender Zellen (Haut- und Darmepithel, Blutzellen) sowie Lymphozytenvermehrung als Reaktion auf Infektionen (Immunantwort).
• Pathologische Proliferation:
  • Beschreibung: Übermäßige, unkontrollierte oder nur schwach kontrollierte Zellvermehrung, die vielen Krankheiten zugrunde liegt.
  • Beispiele: Gutartige Neubildungen (Polypen, Adenome, Myome), bei denen die Proliferation nur teilweise kontrolliert wird. Bösartige Tumoren (Krebs) mit einer absolut unkontrollierten Vermehrung und Invasion in das umliegende Gewebe. Psoriasis, bei der eine übermäßige Proliferation der Hautzellen beobachtet wird.

Molekulare Mechanismen und Steuerung

Die Proliferation basiert auf dem Durchlaufen des Zellzyklus – einer Abfolge von Ereignissen, die mit der Zellteilung endet. Dieser Zyklus wird von einem komplexen System regulatorischer Proteine ganz genau gesteuert.

Eine Schlüsselrolle spielen dabei Tumorsuppressorgene (z. B. p53, Rb), die als „Bremsen“ wirken und den Zyklus bei Bedarf stoppen, sowie Protoonkogene, die im Gegensatz dazu Proteine kodieren, welche die Teilung stimulieren (Wachstumsfaktoren und deren Rezeptoren). Normalerweise herrscht zwischen diesen Systemen ein Gleichgewicht. Eine Störung dieses Gleichgewichts infolge von Mutationen führt zu einer unkontrollierten Proliferation und ist die Hauptursache für die Entstehung von Krebs.

Klinische Signifikanz

Der Begriff der Proliferation ist grundlegend in der Onkolrogie, Pathomorphologie und regenerativen Medizin. In der histologischen Tumordiagnostik ist die Bestimmung des Proliferationsindex (z. B. Ki-67-Labeling-Index) ein wichtiger prognostischer Faktor: je höher dieser Index ist, desto aggressiver ist der Tumor und desto schlechter ist die Prognose. Die meisten Chemotherapeutika wirken antiproliferativ, d. h. sie greifen an proliferierenden, d.h. sich schnell teilenden und wachsenden Tumorzellen an. Gleichzeitig zielt regenerative Medizin darauf ab, geschädigtes Gewebe wiederherzustellen, indem sie die kontrollierte Proliferation stimuliert.