"Drohnen-Bakterien" verhindern Wachstum von Krebsgeschwüren

21. Juli 2016, 11:02
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Genetisch veränderte Salmonellen produzieren einen Anti-Krebs-Wirkstoff, lösen sich selbst auf und setzen ein Gift im Tumor frei

"Eine Krebstherapie soll möglichst wenig Schaden im Körper des Patienten anrichten", sagt Jeff Hasty von der University of California San Diego in La Jolla (Kalifornien, USA). Deshalb hat er mit seinem Team neue Bakterienstämme entwickelt, die einen Anti-Krebs-Wirkstoff produzieren, ihn im Tumor freisetzen und sich dann selbst auflösen. Forscher rund um Sangeeta Bhatia vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (Massachusetts, USA) haben dazu Tests mit Mäusen durchgeführt. Im Fachjournal "Nature" schreiben die Forscher nun über ihre Ergebnisse.

In das Erbgut bestimmter Salmonellen setzten sie mehrere Gene ein, die eine Art Selbstzerstörungsmechanismus bewirken. 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, das 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.

Erfolg schon in der Nährlösung

Hasty und 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.

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Zeitrafferfilm mit einer zyklisch wachsenden und sich weitgehend auflösenden Bakterienkolonie

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.

"Bakterien sind wie Drohnen"

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 (Maryland, 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." (APA/dpa, 21.7.2016)

  • "Die Bakterien sind wie Drohnen, in die man ein Programm eingibt, das sie dann ausführen", sagt ein deutscher Krebsforscher.
    foto: apa/afp/georges gobet

    "Die Bakterien sind wie Drohnen, in die man ein Programm eingibt, das sie dann ausführen", sagt ein deutscher Krebsforscher.

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