Bakterien töten Tumorzellen

Wenige verbliebene Bakterien starten dann einen neuen Vermehrungszyklus, bis es wieder zum kontrollierten Absterben und zur Wirkstoff-Freisetzung kommt. In Kombination mit einer klassischen Chemotherapie verlängerte die Behandlung mit diesen Bakterien die Über­lebenszeit von Mäusen mit Lebermeta­stasen eines Dickdarmkrebses deutlich. Darüber berichtet die Gruppe in einem Brief an das Fachjournal »Nature« (DOI: 10.1038/nature18930).

Salmonella Typhimurium ist ein bewegliches, gramnegatives Stäbchenbakterium und ein häufiger Erreger von Salmonellen-bedingten Durchfall­erkrankungen. Die Wissenschaftler veränderten das Erbgut eines Stamms dieser Bakterien so, dass er regelmäßige, etwa dreistündige Vermehrungszyklen vollführte, die von einem massenhaften Absterben gefolgt waren. Diese Eigenschaft bezeichneten sie als synchronisierten Lysekreislauf (SLC). Dem SLC-Stamm implantierten sie nun noch das Gen für Hämolysin E, ein porenbildendes Toxin, das auch gegen Krebszellen wirksam ist.

Dreifacher Angriff auf Krebszellen

Nachdem die Forscher die Antitumor-Wirkung der so ausgestatteten Bakterien an Zellkulturen gezeigt hatten, injizierten sie sie Mäusen direkt in Tumorgewebe, wo sie sich wie gewünscht regelmäßig vermehrten und abstarben. Anschließend programmierten die Wissenschaftler zwei weitere SLC-Stämme so, dass der eine die Immunantwort durch T-Zell-Aktivierung ankurbelte und der zweite Tumorzellen zur Apoptose anregte. Alle drei Stämme zusammen erzielten im Mausmodell nach intravenöser Injektion eine maximale Wirkung gegen Krebs. Auch nach oraler Gabe siedelten sich die Bakterien im Tumorgewebe an, wie die Forscher bei Mäusen mit Leber­metastasen eines Kolorektalkarzinoms zeigen konnten.

Anaerobe Bakterien können nekrotisierte Bereiche eines Tumors besiedeln, die von parenteral verabreichten Zyto­statika nicht erreicht werden. So kann sich ein synergistischer Effekt ergeben, wenn genmanipulierte Bakterien mit einer Chemotherapie kombiniert werden. Das zeigte sich, als die Wissenschaftler die Mäuse mit Lebermetastasen mit einer Mischung der drei SLC-Stämme fütterten und ihnen zusätzlich 5-Fluoro­uracil injizierten. Diese Kombination verlängerte die durchschnittliche Überlebenszeit der Tiere um 50 Prozent.

Weiterentwicklung geplant

Ob das Verfahren auch beim Menschen einsetzbar ist, müssen weitere Untersuchungen zeigen. Die Forscher sind zuversichtlich, mit den genmanipulierten Bakterien einen neuen Weg zur Krebsbekämpfung aufgetan zu haben. Andere Bakterienarten sowie weitere Wirkstoffe sollten ausprobiert werden, um letztlich die ideale Kombination zu ermitteln. Möglicherweise kann das Prinzip auch für andere Erkrankungen genutzt werden, bei denen eine regelmäßige Wirkstofffreisetzung gewünscht ist, zum Beispiel Bluthochdruck oder Diabetes.

Deutsche Forscher, die nicht an der Studie beteiligt waren, sind beeindruckt. Dr. Siegfried Weiß vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig findet das Konzept 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«, sagte Weiß der Nachrichtenagentur dpa. Professor Dr. Mathias Heikenwälder vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg pflichtet ihm bei: »Das synchronisierte Auflösen einer Bakterienpopulation ist beeindruckend.« Die Bakterien seien wie Drohnen, denen man ein Programm eingibt, das sie dann ausführen, so Heikenwälder zu dpa. /