Photokarzinogenese – UV-Strahlung und Hautkrebs

Was ist Photokarzinogenese?

Der Begriff Photokarzinogenese beschreibt den Prozess, durch den ultraviolette (UV) Strahlung die Entstehung von Krebs in der Haut auslöst oder fördert. UV-Strahlung – sowohl durch natürliches Sonnenlicht als auch durch künstliche Quellen wie Solarien – ist der wichtigste umweltbedingte Risikofaktor für die Entwicklung von Hautkrebs. Die Photokarzinogenese ist ein komplexer, mehrstufiger biologischer Prozess, der Jahrzehnte dauern kann.

Ursachen und Risikofaktoren

Hauptursache der Photokarzinogenese ist die chronische oder intensive Exposition gegenüber UV-Strahlung, insbesondere:

• UV-B-Strahlung (Wellenlänge 280–315 nm): wirkt direkt auf die DNA ein und verursacht charakteristische DNA-Schäden.
• UV-A-Strahlung (Wellenlänge 315–400 nm): dringt tiefer in die Haut ein und erzeugt reaktive Sauerstoffspezies, die die DNA indirekt schädigen.

Weitere Risikofaktoren sind:

• Heller Hauttyp (Hauttyp I und II nach Fitzpatrick)
• Häufige Sonnenbrände, besonders in der Kindheit und Jugend
• Nutzung von Solarien
• Geschwächtes Immunsystem (z. B. nach Organtransplantation)
• Genetische Prädisposition (z. B. Xeroderma pigmentosum)
• Bestimmte Medikamente, die die Lichtempfindlichkeit erhöhen (Photosensibilisatoren)

Mechanismus der Photokarzinogenese

DNA-Schädigung

UV-B-Strahlung verursacht charakteristische DNA-Läsionen, insbesondere sogenannte Cyclobutanpyrimidin-Dimere (CPDs) und 6-4-Photoprodukte. Diese entstehen, wenn benachbarte Pyrimidinbasen (Thymin oder Cytosin) in der DNA kovalent miteinander verbunden werden. Werden diese Schäden nicht korrekt repariert, führen sie zu Mutationen, vor allem zu charakteristischen C→T- und CC→TT-Transitionen, die als UV-Signatur-Mutationen bekannt sind.

Beeinträchtigung der DNA-Reparatur

Zellen verfügen über Reparaturmechanismen, insbesondere die Nukleotid-Exzisionsreparatur (NER), um UV-induzierte DNA-Schäden zu beseitigen. Bei chronischer oder intensiver UV-Exposition kann diese Kapazität überwältigt werden. Zudem können UV-induzierte Mutationen in Tumorsuppressorgenen wie TP53 die Reparatur- und Apoptose-Funktion der Zellen beeinträchtigen.

Mutationen in Onkogenen und Tumorsuppressorgenen

Die UV-induzierten Mutationen können entscheidende Gene betreffen:

• TP53 (Tumorsuppressorgen): Mutation führt zu unkontrolliertem Zellwachstum; TP53-Mutationen mit UV-Signatur sind in mehr als 50 % der Plattenepithelkarzinome der Haut nachweisbar.
• PTCH1: Häufig mutiert beim Basalzellkarzinom.
• BRAF und NRAS: Relevant für die Entstehung des malignen Melanoms.

Immunsuppression durch UV-Strahlung

UV-Strahlung unterdrückt lokale und systemische Immunantworten der Haut. Sie hemmt die Aktivität von Langerhans-Zellen (dendritische Zellen der Haut) und fördert die Produktion immunsuppressiver Zytokine wie Interleukin-10 (IL-10). Dadurch können entartete Zellen der Immunüberwachung entgehen.

Oxidativer Stress

UV-A-Strahlung erzeugt reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die Lipide, Proteine und die DNA der Hautzellen oxidativ schädigen. Diese indirekten DNA-Schäden tragen ebenfalls zur Mutagenese und Karzinogenese bei.

Entstehende Krebsarten

Die Photokarzinogenese ist primär mit folgenden Hautkrebsformen assoziiert:

• Basalzellkarzinom (BCC): Häufigster Hautkrebs, entsteht aus basalen Keratinozyten.
• Plattenepithelkarzinom (SCC): Entsteht aus verhornenden Keratinozyten; oft durch chronische UV-Exposition verursacht.
• Malignes Melanom: Entsteht aus Melanozyten; intermittierende intensive UV-Exposition und Sonnenbrände gelten als wichtige Risikofaktoren.

Diagnose

Die frühzeitige Erkennung UV-induzierter Hautveränderungen erfolgt durch:

• Regelmäßige Hautkrebs-Vorsorgeuntersuchungen beim Dermatologen
• Dermatoskopie (Auflichtmikroskopie) zur Beurteilung pigmentierter Hautläsionen
• Biopsie und histologische Untersuchung verdächtiger Hautveränderungen
• Reflektionskonfokale Mikroskopie bei spezialisierten Zentren

Prävention

Da die Photokarzinogenese primär durch UV-Strahlung verursacht wird, ist der wichtigste Schutz die konsequente UV-Prävention:

• Verwendung von Sonnenschutzmitteln mit hohem Lichtschutzfaktor (LSF 30 oder höher)
• Tragen von UV-Schutzkleidung, Hüten und Sonnenbrillen
• Meiden direkter Sonneneinstrahlung in den Mittagsstunden (10–16 Uhr)
• Verzicht auf Solarienbesuche
• Regelmäßige Hautuntersuchungen, besonders bei Risikogruppen

Behandlung

Die Behandlung UV-bedingter Hautkrebserkrankungen richtet sich nach der Krebsart und dem Stadium:

• Chirurgische Exzision: Goldstandard bei Basalzell- und Plattenepithelkarzinomen
• Mohs-Chirurgie: Gewebeschonendes Verfahren bei schwierigen Lokalisationen
• Strahlentherapie: Bei inoperablen Tumoren oder als adjuvante Therapie
• Immuntherapie und zielgerichtete Therapie: Vor allem beim metastasierten Melanom (z. B. Checkpoint-Inhibitoren, BRAF-Inhibitoren)
• Photodynamische Therapie (PDT): Für Vorstufen und oberflächliche Karzinome

Quellen

1. World Health Organization (WHO): Ultraviolet radiation and the INTERSUN Programme. WHO, Genf. Verfügbar unter: https://www.who.int/uv/en/
2. Brash, D. E. (2015): UV signature mutations. Photochemistry and Photobiology, 91(1), 15–26. DOI: 10.1111/php.12377
3. Narayanan, D. L., Saladi, R. N., Fox, J. L. (2010): Ultraviolet radiation and skin cancer. International Journal of Dermatology, 49(9), 978–986. DOI: 10.1111/j.1365-4632.2010.04474.x