Bakterien als lebende Krebstherapeutika

Spontan assoziiert man Bakterien mit Verursachern gesundheitlicher Probleme. Bei genauerem Hinschauen erkennt man aber auch das Potenzial dieser Mikroorganismen als Garant für die menschliche Gesundheit – Stichwort: Mikrobiota. Auch beim Einsatz von Bakterien in der Krebstherapien zeichnen sich immer deutlichere Fortschritte ab.

Bakterien für die Krebstherapie zu verwenden, ist nicht neu. Beispielsweise besitzen Präparate wie Immucyst® und Oncotice® Zulassungen zur Behandlung eines primären oder rezidivierenden Carcinoma in situ der Harnblase in Form einer intravesikalen Instillation. Sie enthalten als Wirkkomponente den Erreger Bacillus Calmette-Guérin (BCG), eine attenuierte Variante von Mykobakterium bovis.

Auch gehen therapeutische Krebsimpfstoffe, die sich im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befinden, auf den Einsatz von Bakterien zurück. Denn gegen Ende des 19. Jahrhunderts machte der US-amerikanische Chirurg William Coley die überraschende Beobachtung, das einer seiner Patienten sich von einem fortgeschrittenen Nackentumor erholte, nachdem er ein Erysipel mit hohem Fieber entwickelt hatte.

Dank jüngster Fortschritte vor allem im Bereich der synthetischen Biologie und Gentechnik könnte sich eine Renaissance für die bakterielle Krebstherapie abzeichnen. So sieht es jedenfalls Professor Dr. Justin Stebbing von der Anglia Ruskin University in Cambridge, England, in einem Beitrag im Magazin »The Conversation«.

Ein Hauptaugenmerk liegt beispielsweise auf attenuierten Salmonella-Stämmen, die durch gezielte Deletion von Virulenzgenen nicht nur solide Tumore spezifisch kolonisieren, sondern auch zur Wirkstoffabgabe genutzt werden können. Der Vorteil ist, dass diese Bakterien den Tumor tief durchdringen und in Bereiche gelangen können, die für Zytostatika wegen der geringen Durchblutung schwer bis gar nicht erreichbar sind.

Die Genexpression der Bakterien kann durch Modifikation gezielt gesteuert werden. Als externe Triggermechanismen lassen sich Induktoren wie Doxycyclin verwenden, die spezifische Promotoren aktivieren und so die kontrollierte Expression antitumoraler Moleküle wie Cytolysin A oder Flagellin B ermöglichen.

Neben externen Signalmechanismen lassen sich auch tumorintern regulierte Expressionssysteme einsetzen. Hierfür werden Quorum-Sensing-Mechanismen genutzt: die Fähigkeit von Einzellern, über spezifische Signalmoleküle die Zelldichte der Population der eigenen Art messen zu können. Mit solchen Mechanismen lässt sich abhängig von der Populationsdichte eine kontrollierte Lyse und somit die Freisetzung von therapeutischen Wirkstoffen auslösen.

Besonders in der immer stärker an Bedeutung gewinnenden Krebsimmuntherapie könnten sich modifizierte Bakterien im Rahmen von Kombinationstherapien bewähren. Beispielsweise entwickelten Forschende einen Stamm probiotischer Bakterien, die in Tumore eindringen und dort lokal Interferon-γ (IFN-γ) freisetzen. Dabei reichte eine einzige intratumorale Injektion dieser Bakterien aus, um eine systemische Antitumorimmunität zu erzeugen, ohne dass eine nennenswerte Toxizität beobachtet wurde. Zudem überwand das von den modifizierten Bakterien stammende IFN-γ durch die Aktivierung von natürlichen Killerzellen auch erworbene Resistenzmechanismen gegen die PD-1-Blockade.

Ob sich bakterielle Vektoren als Präzisionsimpfstoffe gegen die in der Entwicklung weit fortgeschrittenen therapeutischen Krebsimpfstoffe auf mRNA- oder Peptidbasis durchsetzen können, wird sich zeigen. Die Idee ist, die Vorteile lebender Medikamente zu nutzen, um eine Reihe tumorspezifischer, von Neoantigenen abgeleiteter Epitope im optimalen Kontext bereitzustellen und so eine spezifische, wirksame und dauerhafte systemische Antitumorimmunität zu induzieren.

Letztlich müssen alle diese Konzepte durch Studien am Menschen zeigen, dass sie prinzipiell funktionieren und bei akzeptabler Verträglichkeit Tumorerkrankungen kontrollieren oder gar heilen.