Bakterien als „lebende Medikamente“ gegen Krebs: Stand der Forschung

Bakterien etablieren sich derzeit mit hoher Geschwindigkeit als neue Klasse „lebender Medikamente“, die Krebszellen abtöten können.

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

Doch denkbar ist, dass wir eines Tages programmierbare, selbst navigierende Bakterien einsetzen: Sie würden Tumoren aufspüren, die Therapie nur dort freisetzen, wo sie gebraucht wird, und anschliessend spurlos verschwinden.

So weit ist die Forschung im Moment.

Aktuelle Behandlungen sind nicht perfekt

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

Bakterien könnten helfen, solche Hürden zu überwinden.

Schon vor mehr als einem Jahrhundert fiel Chirurginnen und Chirurgen auf: Manche Krebspatientinnen und -patienten, die unerwartet eine bakterielle Infektion entwickelten, erlebten eine Remission – also ein Nachlassen oder Verschwinden von Krebsanzeichen bzw. -symptomen.

Inzwischen verstehen wir besser, was dahinterstecken könnte. Grob gesagt können Bakterien das Immunsystem so aktivieren, dass es Krebszellen angreift.

Tatsächlich wird dieses Prinzip bereits klinisch genutzt. Bei bestimmten Formen von Blasenkrebs sind Bakterien weltweit inzwischen die bevorzugte Behandlung. Verabreichen Ärztinnen und Ärzte eine abgeschwächte Variante von Mycobacterium bovis über einen Katheter direkt in die Blase, löst das eine Immunreaktion aus, die den Krebs zerstört.

Warum Bakterien?

Einige Bakterien besitzen eine bemerkenswerte Fähigkeit: Sie finden feste Tumoren – also Tumoren in Organen und Geweben – auf natürliche Weise, können dort wachsen und lassen gesundes Gewebe vergleichsweise weitgehend unberührt.

Für solche Bakterien sind solide Tumoren geradezu ideale Lebensräume: Dort gibt es viele Nährstoffe aus abgestorbenen Zellen, wenig Sauerstoff (ein Milieu, das diese Bakterien bevorzugen), und meist ist die Immunabwehr vor Ort geschwächt – der Tumor kann sich also schlechter gegen die Bakterien wehren.

Das alles spricht dafür, Bakterien als Transportboten einzusetzen, die gezielte, antitumorale Therapien direkt an den Tumor bringen.

In den vergangenen etwa 30 Jahren sind mehr als 500 wissenschaftliche Publikationen, 70 klinische Studien und 24 Start-up-Unternehmen entstanden, die sich mit bakterieller Krebstherapie beschäftigen – und in den vergangenen fünf Jahren hat dieses Wachstum deutlich angezogen.

Die meisten bakteriellen Krebstherapien, die derzeit in klinischen Studien geprüft werden, richten sich gegen solide Tumoren, darunter Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- sowie Kopf-Hals-Krebserkrankungen – also genau jene Krebsarten, die konventionellen Behandlungen häufig widerstehen.

Bakterien könnten Krebsimpfstoffe transportieren

Krebsimpfstoffe funktionieren, indem sie dem Immunsystem die einzigartigen molekularen „Fingerabdrücke“ eines Krebses präsentieren – sogenannte Tumorantigene. So soll das Immunsystem Tumorzellen aufspüren und beseitigen können, die diese Antigene tragen.

Bakterien können als Boten für solche Krebsimpfstoffe dienen. Mithilfe gentechnischer Verfahren lassen sich genetische Anleitungen (DNA) entfernen, die uns krank machen könnten, und durch DNA ersetzen, die immunstimulierende Tumorantigene kodiert.

Listeria monocytogenes spielt in mehr als 30 klinischen Studien zu Krebsimpfstoffen eine zentrale Rolle. Leider zeigten die meisten dieser Studien nicht, dass diese Ansätze besser wirken als die derzeitigen Standardbehandlungen.

Die Schwierigkeit besteht darin, dem Immunsystem beizubringen, die verräterischen Antigene des Krebses stark genug zu erkennen und langfristig „zu behalten“, ohne den Körper dabei in eine gefährliche Überreaktion zu treiben.

Bakterien könnten bestehende Krebstherapien verstärken

Nahezu die Hälfte der aktuellen klinischen Studien, in denen Bakterien in der Krebstherapie eingesetzt werden, kombiniert Bakterien mit Immuntherapien oder Chemotherapie – als Teil personalisierter Behandlungspläne, die den Angriff des Körpers auf den Krebs intensivieren sollen.

Verschiedene Strategien haben bereits Phase-2-Studien abgeschlossen. Dazu zählt etwa eine Immuntherapie in Kombination mit veränderten Listeria, die das Immunsystem bei wiederkehrendem Gebärmutterhalskrebs aktivieren soll.

In einer weiteren Studie erhielten Menschen mit fortgeschrittenem Bauchspeicheldrüsenkrebs veränderte Salmonella zusätzlich zur Chemotherapie, um die Überlebenszeit zu erhöhen.

Bakterien könnten „Keime als Medikamente“ sein

Wenn Bakterien selbst mit einem Wirkstoff „bewaffnet“ werden, könnten sie den Tumor von innen heraus zerstören – „Keime als Medikamente“.

Dafür braucht es 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 konstruieren, dass sie sich nach der Wirkstoffabgabe selbst zerstören, immunstärkende Moleküle ausschütten oder andere Therapien auf Kommando aktivieren.

Derzeit werden „multifunktionale“ Stämme entwickelt, die mehrere Behandlungsstrategien gleichzeitig bündeln.

Auch probiotische Arten, die seit vielen Jahren beim Menschen verwendet werden, kommen als Kandidaten infrage – darunter Escherichia coli Nissle, Lactobacillus und Bifidobacterium. Sie können so verändert werden, dass sie krebsschädigende Moleküle produzieren oder die Umgebung rund um den Tumor beeinflussen.

Wie nah sind wir wirklich?

Auch wenn frühe Studien am Menschen zeigen, dass dieser Ansatz insgesamt als sicher gilt, bleibt die richtige Dosierung ein sensibles Gleichgewicht.

Hinzu kommt: Bakterien sind lebende Organismen und können sich auf unvorhersehbare Weise weiterentwickeln. Ihr Einsatz beim Menschen erfordert deshalb strenge Sicherheitsvorgaben. Selbst auf Sicherheit hin veränderte Stämme können Infektionen auslösen oder eine zu starke Entzündung verursachen.

Darum entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler „Biokontainment“-Strategien – also eingebaute Sicherheitsmechanismen, die verhindern, dass sich Bakterien über den Tumor hinaus ausbreiten, oder die sie nach der Behandlung zur Selbstzerstörung bringen.

Selbst wenn diese Probleme gelöst werden, müssten solche „lebenden Medikamente“ klinische Studien erfolgreich durchlaufen und eine behördliche Zulassung erhalten, bevor sie in der Versorgung breit eingesetzt werden.

Gelingt das, könnte sich die Krebsbehandlung grundlegend verändern – weg von statischen Wirkstoffen hin zu anpassungsfähigen biologischen Systemen.

Josephine Wright, Senior Research Fellow, South Australian Health & Medical Research Institute und Susan Woods, Associate Professor, GESA Bushell Research Fellow, University of Adelaide und Principal Research Fellow, Precision Cancer Medicine, South Australian Health & Medical Research Institute

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

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