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Chronische Infektionen

Bakterien als Krebserreger

Bakterien hatten Mediziner bislang als Krebsverursacher nicht auf dem Schirm – das ändert sich gerade. Bei einigen  Tumorarten scheinen sie eine Rolle zu spielen.
Michael Brendler
22.01.2020
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Eine solche Bösartigkeit hatte Professor Dr. Cynthia Sears ihren Studienobjekten nicht zugetraut. Eigentlich war die Infektiologin davon ausgegangen, es mit einem banalen Durchfallerreger zu tun zu haben. Bacteroides fragilis macht vor allem Kindern immer wieder das Leben schwer. Aber Tumoren erzeugen? Dazu hätte auch die Wissenschaftlerin von der Johns Hopkins University in Baltimore die Mikrobe nicht für fähig gehalten. In den Petrischalen, in denen sie den Keim züchtete, richtete der Erreger jedoch mit seinem Toxin immer wieder massive Schäden im Erbgut der Zellen an. Es kam zu Veränderungen, wie man sie sonst nur von Krebsgeschwüren kennt. »Schließlich haben wir Mäuse mit dem Bakterium infiziert. Und mit Erschrecken beobachtet, wie viele Tumoren sich plötzlich in ihrem Darm bildeten«, erzählt sie.

2018 zeigte Sears im Fachjournal »Science«, dass Ähnliches womöglich auch für den Menschen gilt (DOI: 10.1126/science.aah3648). Bei Patienten mit einem genetisch besonders hohen Darmkrebsrisiko und ersten Tumorvorstufen, taucht dieser Keim doppelt so häufig auf wie bei Gesunden. Jeder zweite Betroffene mit der Erbkrankheit familiäre adenomatöse Polyposis trägt ihn in sich. In ihrem Darm scheint sich B. fragilis zudem mit pks-positiven Escherichia coli zu verbünden, die ebenfalls auffallend häufig im Darm von Kolonkarzinompatienten vorkommen. Der Durchfallerreger, hat Sears beobachtet, bohrt dem E. coli den Weg durch die schützende Schleimschicht frei, dann heften sich beide als klebriger Film an die Darmwand. Schließlich injiziert der E.-coli-Keim das Toxin Colibaktin in die Epithelzellen, das das Erbgut in kleine Stücke schneidet. Die Folge sind DNA-Mutationen, die am Anfang der Krebsentstehung stehen.

Im Hintergrund heizt Bacteroides mit seinem Gift im umliegenden Gewebe eine Entzündung an. Die dabei entstehenden Botenstoffe und aggressiven Sauerstoffradikale verursachen weitere Erbgutveränderungen und fördern das Wachstum der entarteten Zellen. Einen »perfekten Sturm« um Darmtumoren zu erzeugen, nennt Sears das Ergebnis.

Bakterien bislang unterschätzt

Eine solche tragende Rolle bei der Krebsentstehung hatte man Keimen bislang nicht zugetraut. Viren dagegen waren schon seit Längerem als Haupt- oder Mittäter entlarvt, etwa beim Gebärmutterhals- oder Leberkrebs. Dass Bakterien bisher von den Onkologen so sträflich unterschätzt wurden, sagt Professor Dr. Thomas Meyer, habe auch mit der Schwierigkeit zu tun, sie als Täter zu überführen. »Bakterien hinterlassen keinen so deutlichen Fußabdruck wie die Viren«, erklärt der Direktor am Max-Planck-Institut (MPI) für Infektionsbiologie in Berlin. Anders als diese bauen sie keine eigenen Gene ins Zellerbgut ein.

Dass Bakterien zur Krebsentstehung beitragen können, fiel erstmals beim 1983 entdeckten Helicobacter pylori auf, der hinter den meisten Magengeschwüren steckt. Kaum begann man, ihn mit Antibiotika zu bekämpfen, sank auch die Zahl der Magenkrebspatienten. Meyer konnte seitdem mit Kollegen zeigen, dass sich das Bakterium in das interne Kommunikationssystem der Zelle einhackt und dabei DNA-Schäden provoziert. Gleichzeitig löst die Mikrobe eine massive Entzündung im Umfeld aus. Das Muster der Krebsentstehung im Darm ähnelt damit dem im Magen.

Die Entdeckung war eine Art »Initialzündung«, wie Meyer sagt. »Wir haben uns gefragt: Warum soll das nur für den Helicobacter und den Magen gelten?« Ähnliches könnten auch andere Erreger andernorts anrichten. Eine entsprechende Suche führte zu einer langen Liste von Verdächtigen: Auch bei Gallenblasen-Karzinom, Gebärmutterhals- und Eierstockkrebs wird Mikroben heute zumindest eine Mittäterschaft unterstellt. Selbst bei der Entstehung von Prostata-Tumoren könnten Bakterien beteiligt sein.

Chlamydien schalten Schutzmechanismus aus

Chlamydia trachomatis steht auch auf dieser Liste. Der Keim ist eine Art missing Link zwischen Viren und Bakterien. Offiziell wird er als Mikrobe eingestuft, andererseits nistet es sich wie ein Virus in den Zellen ein und unterwirft sie seinen Befehlen. Er erzeugt dort potenziell krebserregende Mutationen und um den Wirt am Leben zu halten, reguliert er auch den Signalweg des p53-Proteins herunter. Der ist nicht nur zuständig für die Reparatur von DNA-Mutationen, sondern löst auch, wenn dies nicht gelingt, den Suizid der entarteten Zelle aus. Damit hebeln die Keime einen der wichtigsten Selbstschutzmechanismen des Körpers gegen amoklaufende Zellen aus.

Besonders aktiv sind die Chlamydien im weiblichen Genitaltrakt. Etwa jede zwanzigste Frau ist mit ihnen infiziert, meist ohne es zu merken. Unbehandelt verursachen die Keime oft schmerzhafte Entzündungen oder Eileiter-Verklebungen. Sie treten aber auch besonders häufig bei Frauen mit Gebärmutterhalstumoren auf. Wie sich zeigte, verdoppelt eine Chlamydia-trachomatis-Infektion das Risiko für diesen Tumor. Sind gleichzeitig humane Papillomaviren (HPV) vor Ort, schießt es sogar um den Faktor vier nach oben. Vielleicht sind die Bakterien der schon lange gesuchte Komplize der Viren, vermutet Meyer. Obwohl 90 Prozent aller Menschen mit diesen infiziert sind, bekommt nur ein Bruchteil von ihnen Tumoren. »Selbst eingefleischte Virenforscher glauben, dass es irgendeinen Kofaktor geben muss,« sagt Meyer.

Auch beim Eierstockkrebs verdoppeln Chlamydien laut Studien das Risiko. Die Tumorzellen stammen meist nicht aus dem Organ selbst, sondern wandern aus dem Eileiter ein. Möglicherweise, so die Theorie, geht der Katastrophe hier ebenfalls eine chronische bakterielle Entzündung voraus, die über die Jahre durch Freisetzung aggressiver Substanzen der Abwehrzellen die Zellen entarten lasen. Ähnliches scheint auch für Gallenblasentumoren zu gelten. Hier wurde Salmonellen eine Tatbeteiligung nachgewiesen. So war im US-amerikanischen New Jersey und im schottischen Aberdeen zu beobachten, dass die Tumorraten nach lokalen Epidemien nach oben schossen.

Aknebakterien in der Prostata

Professor Dr. Holger Brüggemann beschäftigt sich an der dänischen Aarhus-Universität mit dem Zusammenhang zwischen Bakterien und Prostata-Karzinomen. Mit rund 60.000 jährlichen Neuerkrankungen hierzulande ist das die häufigste Krebserkrankung unter Männern. In Tumorproben konnte der Forscher bei 82 Prozent  einen bestimmten Keim nachweisen, was schon eine Überraschung ist – eigentlich galt die Drüse als steril. Bei Gesunden war Propionibacterium acnes nicht zu finden (»International Journal of Medical Microbiology« 2017, DOI: 10.1016/j.ijmm.2010.08.014). Andere Arbeitsgruppen kamen zu ähnlichen Ergebnissen, wenn auch mit anderen Detektionsraten bei Krebspatienten und Gesunden.

P. acnes ist vor allem Hautärzten ein Begriff, da es in der Pubertät die Pickel sprießen lässt. Inzwischen werden auch Onkologen hellhörig. Denn Brüggemann und seine Kollegen konnten zeigen, dass eine chronische Infektion bei Tieren zu Störungsmustern in den zellulären Signalwegen führt, wie man sie sonst aus Tumoren kennt. Im Reagenzglas fördert sie sogar Wachstum und Wanderlust von Krebszellen. Dass man den Keim bei einem Teil der Prostata-Krebspatienten nicht findet, vermag den Infektionsbiologen dabei nicht zu irritieren. P. acnes sei schwer nachzuweisen. Zudem ist es zum Zeitpunkt der Tumorentdeckung oft längst wieder verschwunden.

»Noch fehlt uns zwar die smoking Gun«, sagt der Infektionsbiologe. »Aber wenn man alle Tierversuche, Zellexperimente und Beobachtungen zusammennimmt, dann spricht das Ergebnis sehr dafür, dass Bakterien die Entstehung von Krebs zumindest stark beeinflussen können.«

 

Wie Bakterien zusammenarbeiten

Wahrscheinlich gehen sie dabei in einer Art Arbeitsteilung vor. Neben B. fragilis und pks-positiven E. coli sind zum Beispiel in Darmtumoren immer wieder Fusobakterien zu finden. Im Vergleich zu gesundem Gewebe findet sich das genetische Material der Keime dort in 415-facher Konzentration (»Genome Research« 2017, DOI: 10.1101/gr.126516.111). Inzwischen hat man den bekannten Erreger von Zahn- und Zahnfleischinfektionen sogar in Metastasen nachgewiesen, die er offensichtlich auf ihrer Wanderung vom Darm in die Leber begleitete. Wurden die Keime in den Tochtergeschwüren im Tierversuch mit Antibiotika bekämpft, wuchsen auch die Metastasen langsamer. Die Anwesenheit des Bakteriums ist mit einer erhöhten Rezidivrate und einem schlechteren Outcome assoziiert.

Für Sears spricht deshalb vieles dafür, dass ihre Bacteroides- und E.-coli-Mikroben die Entstehung der Karzinome zwar fördern, später aber die Fusobakterien dazustoßen und das Wachstum und die Metastasierung der Tumore unterstützen. Die Frage ist nur: Schaffen die Keime das alleine oder müssen auch andere Faktoren und Erbgutschäden dazukommen?

Die Antwort versucht die US-Amerikanerin bei rund 2000 Darmspiegelungs-Patienten zu finden. Aktuell wertet sie deren Daten über Zusammensetzung der Bakterienflora, Ernährungsgewohnheiten, Untersuchungs-Befunde und die persönliche Krankengeschichte aus. Auf diesem Weg möchte sie begreifen, welche Voraussetzungen es braucht, damit Keime Krebs erzeugen. In fünf bis sieben Jahren will sie erste Ergebnisse liefern. Ihre Vision: »Ich hoffe, dass wir irgendwann die Bakterien identifizieren, über die man sich am meisten Sorgen machen sollte.« Dann ließe sich nicht nur bei Patienten gezielt nach diesen Keimen fahnden, man könnte sie auch per Impfung, Antitoxinen oder sogar per Ernährungsumstellung bekämpfen.

Ob sich diese Visionen erfüllen werden? Brüggemann bittet um Geduld: Selbst beim Magenkrebs habe es zwei Jahrzehnte gedauert, um ein krebserregendes Bakterium zu identifizieren und erfolgreich zu bekämpfen. Und dabei sei der Helicobacter noch ein leicht zu überführender Krebserreger. Seiner Meinung nach ist es aber nur eine Frage der Zeit, bis es neue Therapie- und Präventionsmöglichkeiten gegen diese Krebsformen gibt. 

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