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Krebsforschung: Salmonellen sollen Krebszellen bekämpfen

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Bakterien wie Drohnen genutzt  

Kodierte Salmonellen attackieren Krebszellen

22.07.2016, 19:50 Uhr | dpa

Krebsforschung: Salmonellen sollen Krebszellen bekämpfen. Die stäbchenförmigen Salmonellen eignen sich gut im Kampf gegen den Krebs, denn sie finden schnell den Weg zum Tumor. (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)

Die stäbchenförmigen Salmonellen eignen sich gut im Kampf gegen den Krebs, denn sie finden schnell den Weg zum Tumor. (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)

Eine äußerst elegante Methode, Tumorzellen zu bekämpfen, haben Forscher in den USA im Fachjournal "Nature" veröffentlicht. Sie schicken programmierte Bakterien los, die sich selbst auflösen und dabei in der Krebszelle ein Gift freisetzen. Deutsche Kollegen sind beeindruckt.

Dabei nutzen die Forscher Salmonellen, da diese besonders gerne Tumore besiedeln und sich zudem leicht genetisch verändern lassen. In das Erbgut bestimmter Salmonellen setzten sie mehrere Gene ein, die eine Art Mechanismus zu Selbstzerstörung auslösen. So wird ein Protein namens AHL produziert, das sich zwischen den Zellen einer Bakterienkolonie in einem Tumor verbreitet. Erreicht die AHL-Konzentration einen bestimmten Grenzwert, löst das Protein die Produktion eines Stoffes aus, der die Bakterienzelle auflöst. Einige der Salmonellen überleben die Massenselbsttötung der Kolonie und können im Tumor wieder eine Population aufbauen.

Während die veränderten Salmonellen sich vermehren, produzieren sie dank eines weiteren eingeschleusten Gens ein Gift, das Krebszellen tötet. Lösen sich die Bakterien auf, wird dieses Gift freigesetzt. Ein Team um Jeff Hasty von der University of California San Diego in La Jolla in den USA entwickelte die neuen Bakterienstämme. Sangeeta Bhatia und ihre Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge führten Tests mit Mäusen durch.

Hochachtung aus Deutschland

Siegfried Weiß vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig findet das Konzept der US-Forscher ausgesprochen innovativ. Es sei zwar nicht schwierig, Salmonellen dazu zu bringen, einen bestimmten Stoff zu produzieren, wohl aber, diesen Stoff auch freizusetzen. "Dieses Problem haben die Forscher sehr elegant gelöst", betont Weiß, der nicht an der Studie beteiligt war, aber selbst seit Jahren über den Einsatz von Salmonellen als Waffe gegen Krebs forscht.

Hasty erklärte in einer Pressemitteilung seiner Universität, bei ihrem Konzept hätten er und seine Kollegen sich davon leiten lassen, dass eine Krebstherapie möglichst wenig Schaden im Körper des Patienten anrichten soll. "Wir wollten außerdem eine beträchtliche therapeutische Nutzlast an die erkrankte Stelle liefern." 

Der promovierte Physiker und seine Kollegen testeten die genetisch veränderten Salmonellen zunächst in Nährlösungen. Um die Zyklen sichtbar zu machen, in denen die Kolonie wächst, sich größtenteils auflöst und wieder wächst, integrierten sie ein weiteres Gen in das Bakterium. Es sorgt dafür, dass die Zellen Licht aussenden. In Zeitrafferfilmen zeigen sich aufleuchtende und wieder verschwindende Bakterien. Zudem konnten die Forscher bereits in der Nährlösung zeigen, dass der Anti-Krebs-Wirkstoff, von mehreren Tausend Salmonellen gleichzeitig freigesetzt, menschliche Krebszellen töten kann.

Das MIT-Team unter der Leitung von Bhatia setzte nun die Forschung an krebskranken Mäusen fort. Dabei zeigte sich, dass die Anti-Krebs-Salmonellen das Wachstum von Darm- und Lebertumoren zwar einschränken, die Tumore aber nicht abtöten können. Die besten Ergebnisse brachte eine Kombination aus drei veränderten Bakterienstämmen, die jeweils einen anderen Wirkstoff produzieren, und einer Chemotherapie. Damit gelang es immerhin, die Lebenserwartung der Mäuse um 50 Prozent zu erhöhen.

Die Grafik zeigt vereinfacht, wie die Wissenschaftler bei ihrer neuen Methode vorgehen. (Quelle: dpa/Jeff Hasty, UC San Diego)Die Grafik zeigt vereinfacht, wie die Wissenschaftler bei ihrer neuen Methode vorgehen. (Quelle: dpa/Jeff Hasty, UC San Diego)

Bakterien wie Drohnen genutzt

Das Konzept sei spannend und absolut neu, unterstreicht Mathias Heikenwälder vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg, der nicht an der Studie beteiligt war. "Das synchronisierte Auflösen einer Bakterienpopulation ist beeindruckend." Die Bakterien seien wie Drohnen, denen man ein Programm eingibt, das sie dann ausführen. Allerdings seien noch einige Fragen offen, etwa, ob das Konzept auf die klinische Anwendung übertragbar sei.

In einem "Nature"-Kommentar weist Shibin Zhou von der Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore in den USA darauf hin, dass das Verfahren auch anderweitig angewendet werden könnte: "Eine zyklische Wirkstofffreisetzung könnte nützlicher sein für die Behandlung von Menschen mit Krankheiten, die wiederkehrende Dosierung erfordern, wie Diabetes und Bluthochdruck."

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