Diese Chemotherapeutika stören die Tumorzellproduktion auf der Ebene der DNA. Sie vernetzten die Moleküle der DNA (durch Alkylierung) auf eine Art und Weise, die dazu führt, dass die normalen Ablesevorgänge zur Herstellung von Eiweißen gestört sind. Da eine Tumorzelle auf die Eiweiße (Proteine) angewiesen ist führt dies zum Absterben der Tumorzelle. Außerdem wird durch die alkylierenden Mittel die Neubildung der DNA verhindert, die so auch das Absterben der Tumorzelle bedingt.

Diese Gruppe ist nochmals in Untergruppen unterteilt, die alle dem oben genannten Wirkmechanismus folgen:

1. Stickstofflost- Analoga: Bendamustin, Cyclophosphamid, Chlorambucil, Melphalan, Ifosfamid, Trofosfamid
2. Alkylsulfonate: Busulfan, Treosulfan
3. Nirosoharnstoffe: Carmustin, Lomustin, Nimustin
4. Platinhaltige Verbindungen: Carboplatin, Cisplatin, Oxaliplatin (diese Substanzgruppe ist sehr wirksam und wird oft in Kombination mit anderen Zytostatika eingesetzt)

Solche Zytostatika werden als „falsche“ Bausteine in die neu hergestellte DNA eingebaut. Dadurch kommt es zu einem Stopp der Neubildung der DNA  ( die sog. DNA- Polymerase wird gehemmt). Da die DNA sich nur in der Zellteilung verdoppelt, wirken die Antimetabolite sehr spezifisch auf Tumorzellen. Auch hier lassen sich 3 Untergruppen unterscheiden, die sich in ihrer Art als „ falscher Baustein“ unterscheiden.

1. Folsäure- Analoga: Methotrexat (gibt es schon lange, zählt aber trotzdem noch zu den wichtigsten Substanzen), Pemetrexed
2. Purin- Analoga: Mercaptopurin, Nelarabin, Cladribin, Fudarabin,
3. Pyrimidin- Analoga: Floururacil (5-FU), Capecitabine, Gemcitabin

Ursprünglich stammt dieser Stoff aus der Pflanze Immergrün (Vinca). Während der Zellteilung wird, wie schon erwähnt, der gesamte Chromosomensatz (die DNA) verdoppelt. Um diesen dann wieder gleichermaßen auf 2 Zellen zu verteilen benötigt die Zelle einen „Apparat“, die sog mitotische (von Mitose= Zellteilung) Spindel, die aus Untereinheiten, den so genannten. Mikrotubuli, besteht. Ohne die mitotische Spindel kann sich also eine Zelle nicht regelhaft teilen. Die Vinca- Alkaloide stören den Aufbau dieser Spindel und somit die Teilungsfähigkeit der Tumorzellen.

Beispiele: Vinblastin, Vincristin

Diese haben auch die so genannten Mikrotubuli als Zielstruktur. Im Gegensatz zu den Vinca- Alkaloieden jedoch  stören sie nicht deren Aufbau, sondern im Gegenteil stabilisieren die Mikrotubuli. Hierzu muss man wissen, dass die mitotische Spindel einem ständigen Auf- und Abbau unterliegt. Hemmt man nun den Abbau, der genauso wichtig für das korrekte Teilen einer Zelle ist, so stört man damit wieder die Tumorzellen am Wachstum.

Beispiele: Docetaxel, Paclitaxel

Wie auch Bakterien normalerweise von Antibiotika getötet werden, können einige Antibiotika sogar den Tumorzellen zu Leibe rücken. Im Prinzip verfahren sie dabei genauso wie bei den Bakterien; manche Bakterien besitzen wie wir Menschen eine DNA, die in Form einer Doppelhelix, eines umeinander gewundenen Doppelstranges,  vorliegt. Um diese Windungen zu entwirren brauchen wir ein Eiweiß (ein Enzym), die so genannte Topoisomerase. Erst im entwirrten Zustand kann die Informationen von der DNA abgelesen werden. Das Antibiotikum, das in diesem Fall zytotoxisch, also zellschädigend, wirkt, setzt sich so zwischen die DNA- Stränge, dass die Topoisomerase blockiert wird.

Beispiele: Anthrazykline wie Doxorubicin, Mitoxantron

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