Bakterien als lebende Arzneimittel gegen Krebs: Stand der Forschung

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

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

Doch eines Tages könnten programmierbare, selbststeuernde Bakterien Tumoren aufspüren, Behandlungen ausschliesslich am benötigten Ort freisetzen und anschliessend spurlos verschwinden.

So weit ist die Forschung bislang.

Aktuelle Behandlungen sind nicht perfekt

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

Der Einsatz von Bakterien könnte 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 ihre Krebsanzeichen oder -symptome nachliessen oder verschwanden.

Inzwischen wird klarer, wie sich dies erklären könnte. Vereinfacht gesagt können Bakterien das Immunsystem des Körpers 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 Immunantwort des Körpers den Krebs.

Warum Bakterien?

Bestimmte Bakterien verfügen über eine ungewöhnliche Fähigkeit: Sie können feste Tumoren – also Geschwülste in Organen und Geweben – auf natürliche Weise finden und in ihnen wachsen, während gesundes Gewebe vergleichsweise unberührt bleibt.

Feste Tumoren bieten diesen Bakterien ideale Bedingungen. Sie enthalten viele Nährstoffe aus abgestorbenen Zellen, sind sauerstoffarm – ein Milieu, das diese Bakterien bevorzugen – und weisen typischerweise eine eingeschränkte Immunfunktion auf. Daher können sie sich gegen die Bakterien nicht gut verteidigen.

All dies macht Bakterien zu möglichen Transportboten für gezielte Krebstherapien.

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

Die meisten bakteriellen Krebstherapien in heutigen klinischen Studien richten sich gegen feste Tumoren. Dazu zählen Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- sowie Kopf-Hals-Krebs – Krebsarten, die herkömmlichen Behandlungen häufig widerstehen.

Bakterien könnten Krebsimpfstoffe transportieren

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

Bakterien können als Transportmittel für solche Krebsimpfstoffe dienen. Mittels Gentechnik lassen sich die genetischen Anweisungen beziehungsweise die DNA in Bakterien, die uns krank machen könnten, entfernen und durch DNA ersetzen, welche die Immunreaktion stimulierende Tumorantigene enthält.

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

Die Schwierigkeit besteht darin, dem Immunsystem beizubringen, die verräterischen Antigene von Krebs stark genug zu erkennen, damit es sich an sie erinnert, ohne den Körper in eine gefährliche Überreaktion zu treiben.

Bakterien könnten bestehende Krebstherapien verstärken

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

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

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

Bakterien könnten als „Mikroben als Arzneimittel“ dienen

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

Dafür benötigen wir eine präzise genetische Steuerung ihres Verhaltens. Forschende können Bakterien bereits so umprogrammieren, dass sie molekulare Signale rund um den Tumor wahrnehmen, verarbeiten und darauf reagieren.

Zudem lassen sich Bakterien so konstruieren, dass sie sich nach der Abgabe eines Wirkstoffs selbst zerstören, immunverstärkende Moleküle absondern oder auf Befehl andere Therapien aktivieren.

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

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

Wie nah sind wir wirklich?

Frühe Studien am Menschen haben zwar gezeigt, dass dieser Ansatz im Allgemeinen sicher ist, doch die passende Dosis zu finden, bleibt ein heikler Balanceakt.

Bakterien sind ausserdem lebende Organismen, die sich auf unvorhersehbare Weise weiterentwickeln können. Ihr Einsatz beim Menschen erfordert deshalb strenge Sicherheitskontrollen. Selbst auf Sicherheit veränderte Stämme können Infektionen verursachen oder übermässige Entzündungen auslösen.

Deshalb entwickeln Wissenschaftler Strategien zur „Biokontrolle“: technisch entwickelte Sicherheitsvorkehrungen, die verhindern sollen, dass sich Bakterien über Tumoren hinaus verbreiten, oder die ihre Selbstzerstörung nach der Behandlung auslösen.

Selbst wenn sich diese Probleme lösen lassen, müssten solche „lebenden Arzneimittel“ klinische Studien erfolgreich abschliessen und eine behördliche Zulassung erhalten, bevor sie in der medizinischen Praxis breit eingesetzt werden könnten.

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

Josephine Wright, leitende Forschungsstipendiatin am Südaustralischen Institut für Gesundheits- und Medizinische Forschung, und Susan Woods, ausserordentliche Professorin, GESA-Bushell-Forschungsstipendiatin an der Universität Adelaide sowie leitende Forschungsstipendiatin für Präzisionskrebsmedizin am Südaustralischen Institut für Gesundheits- und Medizinische Forschung

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