Bakterien als lebende Medikamente gegen Krebs

Bakterien entwickeln sich rasch zu einer neuen Klasse „lebender Medikamente“, die Krebszellen abtöten sollen.

Von einer „Heilung“ für Krebs sind wir allerdings noch weit entfernt.

Eines Tages könnten jedoch programmierbare, selbstständig navigierende Bakterien Tumoren aufspüren, eine Behandlung gezielt nur am benötigten Ort freisetzen und danach spurlos verschwinden.

So weit ist die Forschung derzeit.

Aktuelle Behandlungen sind nicht perfekt

Viele Tumoren lassen sich nur schwer behandeln. Mitunter dringen Therapien nicht ausreichend in sie ein. In anderen Fällen können Tumoren „zurückschlagen“, indem sie bestimmte Bereiche des Immunsystems unterdrücken und damit die Wirkung von Behandlungen abschwächen. Zudem können Tumoren Resistenzen gegen Therapien entwickeln.

Bakterien könnten helfen, diese Hürden zu überwinden.

Bereits vor mehr als einem Jahrhundert beobachteten Chirurgen, dass manche Krebspatienten nach einer bakteriellen Infektion unerwartet in Remission gingen. Das bedeutet, dass Anzeichen oder Beschwerden ihrer Krebserkrankung nachließen oder verschwanden.

Inzwischen wird klarer, wodurch sich dies erklären könnte. Grundsätzlich können Bakterien das körpereigene Immunsystem dazu anregen, Krebszellen anzugreifen.

Tatsächlich kommt dieser Ansatz bereits klinisch zum Einsatz. Bei bestimmten Formen von Blasenkrebs sind Bakterien weltweit inzwischen die bevorzugte Behandlung. Verabreichen Ärzte über einen Katheter eine abgeschwächte Variante von Mycobacterium bovis direkt in die Blase, zerstört die Immunreaktion des Körpers den Krebs.

Warum Bakterien?

Bestimmte Bakterien besitzen eine außergewöhnliche Fähigkeit: Sie können feste Tumoren, also in Organen und Geweben wachsende Tumoren, auf natürliche Weise finden und in ihnen wachsen, während gesundes Gewebe weitgehend verschont bleibt.

Solide Tumoren bieten diesen Bakterien ideale Bedingungen. Sie enthalten viele Nährstoffe aus abgestorbenen Zellen, sind sauerstoffarm – ein Milieu, das diese Bakterien bevorzugen – und ihre Immunfunktion ist meist eingeschränkt. Deshalb können sie sich nur unzureichend gegen die Bakterien wehren.

All dies eröffnet den Bakterien mögliche Aufgaben als Transportvehikel für gezielte Krebstherapien.

In den vergangenen rund 30 Jahren befassten sich mehr als 500 Forschungsarbeiten, 70 klinische Studien und 24 Start-up-Unternehmen mit bakterieller Krebstherapie. In den letzten fünf Jahren hat sich dieses Wachstum deutlich beschleunigt.

Die meisten bakteriellen Krebstherapien in heutigen klinischen Studien richten sich gegen solide Tumoren. Dazu zählen Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- sowie Kopf-Hals-Krebs – Erkrankungen, die häufig nicht auf herkömmliche Behandlungen ansprechen.

Bakterien könnten Krebsimpfstoffe transportieren

Krebsimpfstoffe präsentieren dem Immunsystem die einzigartigen molekularen „Fingerabdrücke“ eines Krebses, die sogenannten Tumorantigene. Dadurch soll es Tumorzellen aufspüren und beseitigen, die diese Antigene tragen.

Bakterien können als Transporter für solche Krebsimpfstoffe dienen. Mithilfe von Gentechnik lässt sich die Erbinformation beziehungsweise DNA, die Bakterien krankmachend machen könnte, entfernen und durch DNA ersetzen, welche immunstimulierende Tumorantigene codiert.

Listeria monocytogenes steht im Mittelpunkt von mehr als 30 klinischen Studien zu Krebsimpfstoffen. Bedauerlicherweise zeigten die meisten dieser Studien nicht, dass diese Behandlungen besser wirken als die bisherigen.

Die Herausforderung besteht darin, dem Immunsystem beizubringen, die verräterischen Antigene eines Krebses stark genug zu erkennen und zu speichern, ohne den Körper in eine gefährliche Überreaktion zu versetzen.

Bakterien könnten bestehende Krebstherapien verstärken

Fast die Hälfte der aktuellen klinischen Studien zu Bakterien in Krebstherapien kombiniert Bakterien mit Immuntherapien oder Chemotherapie. Dies geschieht im Rahmen personalisierter Behandlungspläne, um den Angriff des Körpers auf Krebs zu verstärken.

Mehrere Ansätze haben klinische Studien der Phase 2 abgeschlossen. Dazu gehört die Kombination einer Immuntherapie mit veränderten Listeria, um das Immunsystem bei wiederkehrendem Gebärmutterhalskrebs zu aktivieren.

In einer weiteren Studie erhielten Menschen mit fortgeschrittenem Bauchspeicheldrüsenkrebs veränderte Salmonella zusammen mit Chemotherapie, um die Überlebenszeit zu verlängern.

Bakterien könnten als „Mikroben als Medikamente“ wirken

Werden Bakterien mit einem Arzneimittel ausgestattet, könnten sie den Tumor von innen zerstören und zu „Mikroben als Medikamente“ werden.

Dafür brauchen wir eine präzise genetische Kontrolle darüber, wie sich Bakterien verhalten. Forschende können Bakterien bereits so umprogrammieren, dass sie molekulare Signale in der Umgebung eines Tumors wahrnehmen, verarbeiten und darauf reagieren.

Außerdem lassen sich Bakterien so verändern, dass sie sich nach der Abgabe eines Medikaments selbst zerstören, Moleküle zur Stärkung des Immunsystems absondern oder andere Therapien auf Befehl aktivieren.

Forschende entwickeln „multifunktionale“ Stämme, die mehrere Behandlungsstrategien gleichzeitig vereinen.

Auch probiotische Arten, die seit vielen Jahren beim Menschen verwendet werden, kommen infrage. Dazu gehören Escherichia coli Nissle, Lactobacillus und Bifidobacterium. Sie können gentechnisch so verändert werden, dass sie krebstötende Moleküle herstellen oder die Umgebung des Tumors verändern.

Wie nah sind wir wirklich?

Frühe Studien am Menschen deuten zwar darauf hin, dass dieser Ansatz im Allgemeinen sicher ist, doch die richtige Dosierung zu finden, bleibt ein heikler Balanceakt.

Bakterien sind zudem lebende Organismen, die sich auf unvorhersehbare Weise weiterentwickeln können. Ihr Einsatz beim Menschen erfordert daher strenge Sicherheitskontrollen. Selbst aus Sicherheitsgründen veränderte Stämme können Infektionen auslösen oder übermäßige Entzündungen hervorrufen.

Deshalb entwickeln Wissenschaftler Strategien zur „Biokontrolle“: technisch geschaffene Schutzmechanismen, die eine Ausbreitung der Bakterien über Tumoren hinaus verhindern oder sie nach der Behandlung zur Selbstzerstörung veranlassen.

Selbst wenn sich diese Probleme lösen lassen, müssten solche „lebenden Medikamente“ klinische Studien erfolgreich abschließen und eine behördliche Zulassung erhalten, bevor sie in Kliniken breit eingesetzt werden könnten.

Das könnte einen grundlegenden Wandel in der Krebsbehandlung bedeuten: weg von statischen Arzneimitteln, hin zu anpassungsfähigen biologischen Systemen.

Josephine Wright, Senior Research Fellow, South Australian Health & Medical Research Institute, und Susan Woods, außerordentliche Professorin, GESA Bushell Research Fellow, University of Adelaide, sowie Principal Research Fellow für Präzisionskrebsmedizin, South Australian Health & Medical Research Institute

Dieser Artikel wurde unter einer Creative-Commons-Lizenz von The Conversation erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.