Wissenschaftler des HZI erforschen, wie Salmonellen Tumore abtöten
Salmonellen haftet ein schlechtes Image an. Kaum ein Sommer vergeht ohne eine Zeitungsmeldung von schweren Salmonellen-Infektionen durch Eierspeisen oder Hühnerfleisch. Aber Salmonellen machen uns nicht nur krank – sie könnten uns in Zukunft auch helfen, Krebs zu bekämpfen. Die Bakterien wandern nämlich in Tumore ein und helfen dabei, sie zu zerstören. Außerdem finden sie eigenständig Metastasen im Körper von Labormäusen und können auch hier zur Heilung führen.
In der Fachzeitschrift „PLoS ONE“ zeigen Sara Bartels und Siegfried Weiß vom Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) jetzt, wie die Bakterien in die Tumore einwandern. Ein Botenstoff des Immunsystems verschafft ihnen den Zutritt: Er macht die Blutgefäße im Krebsgewebe durchlässig, die Bakterien können einwandern und den Tumor besiedeln. Gleichzeitig sammelt sich das Blut im Gewebe und es bildet sich eine so genannte Nekrose – der Tumor stirbt ab. „Der Bluteinstrom in das Tumorgewebe war der Ausgangspunkt für unsere Suche nach dem Mechanismus“, sagt Siegfried Weiß, Leiter der Arbeitsgruppe "Molekulare Immunologie" am HZI. „Es gibt einen Botenstoff bei Entzündungen, der genau so eine Reaktion auslöst. Den haben wir zunächst gesucht – und gefunden.“ Dieser Botenstoff ist nach einer seiner Aufgaben im Körper benannt: Tumornekrosefaktor, kurz TNF-alpha. Die Immunzellen senden TNF-alpha aus, wenn sie beispielsweise Salmonellen im Körper entdecken und alarmieren damit andere Zellen des Immunsystems. Durch die Entzündungsreaktion lösen sich aber auch Blutgefäße auf. Das gleiche passiert auch in einem Tumor: Hier hat TNF-alpha ein leichtes Spiel, denn die Blutgefäße in einem Krebsgeschwür unterscheiden sich grundlegend von einer gesunden Arterie oder Vene. Die Gefäße im Tumor sind ungleichmäßig gebaut, porös und haben teilweise tote Enden. So reicht nur wenig des Faktors aus, um die Wände der Blutbahnen im Tumor aufzulösen und das Blut in das Gewebe einströmen zu lassen.
Die Hoffnung der Forscher: Sie wollen Salmonellen so verändern, dass diese für die Krebstherapie nutzbar werden. Die Bakterien sollen in Krebspatienten gezielt in Tumore einwandern und diesen zum Absterben bringen. Der große Reiz dieser Art Tumore abzutöten, liegt in den Lebensgewohnheiten der Salmonellen. Sie fühlen sich nahezu überall wohl – egal ob ihnen Sauerstoff in schlecht durchbluteten Geweben zur Verfügung steht oder nicht. Genau diese schlecht versorgten Zonen in einem Geschwulst erreichen jedoch traditionelle Krebstherapien nicht, denn dort wo kein Blut mehr strömt, werden auch keinen Chemotherapeutika hin transportiert. Und selbst Strahlentherapie benötigt Sauerstoff für die Reaktionen im Gewebe.
Das Phänomen, dass Tumore von Bakterien angegriffen werden, kennen Wissenschaftler schon länger. Allerdings war eine Krebstherapie mit Krankheitserregern bislang undenkbar. Zu groß wäre das Risiko für die Patienten an der Infektion zu sterben. „Wir haben jetzt einen wichtigen Hinweis bekommen wie Salmonellen in den Tumor eindringen und nun können wir versuchen, die Bakterien entsprechend so zu manipulieren, dass sie für die Krebstherapie nutzbar werden ohne gefährliche Infektionen auszulösen“, sagt Sara Bartels.
Dabei helfen vor allem die Ergebnisse ihrer Studie. Die hat gezeigt, dass die Ausschüttung von TNF-alpha dazu beiträgt, dass die Salmonellen den Tumor effizient besiedeln können. Folglich könnten zu stark abgeschwächte Salmonellen nicht mehr in der Lage sein, den Tumor zu besiedeln, da das Immunsystem nicht stark genug auf sie reagiert und zu wenig des Nekrosefaktors ausschüttet. „Wir müssen jetzt das richtige Maß an Aggressivität der Bakterien finden, so dass der Tumor besiedelt und zerstört, der Patient aber nicht gefährdet wird“, erklärt die Wissenschaftlerin. Gelingt den Forschern aus Braunschweig dieses Kunststück, können sie sogar noch einen Schritt weiter gehen und die Salmonellen dazu nutzen, therapeutische Stoffe im Tumor freizusetzen, die zu dessen effektiver Zerstörung beitragen. Die würden dann mit den Salmonellen in den Tumor gelangen und auch noch die letzten Krebszellen abtöten – und das wäre eine Revolution in der Tumortherapie. „Es handelt sich hierbei aber noch um absolute Grundlagenforschung und Versuche mit Labormäusen“, sagt Siegfried Weiß, „es kann noch Jahre dauern, bis diese Methode für den Menschen einsetzbar ist.“
Originalveröffentlichung: Leschner S, Westphal K, Dietrich N, Viegas N, Jablonska J, et al.; "Tumor Invasion of Salmonellen enterica Serovar Typhimurium Is Accompanied by Strong Hemorrhage Promoted by TNF-alpha"; PLoS ONE 2009, 4(8): e6692
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