Medizin: Operation Lockvogel

Wenig Nährstoffe, Sauerstoffmangel, abgestorbene Zellen: Die Bedingungen im Inneren eines großen Tumors sind unwirtlich. Doch manche Bakterien fühlen sich gerade hier pudelwohl. Sie spüren Tumorgewebe im Körper auf und vermehren sich hier. Das kann die Krebszellen sogar in den Tod treiben. Für die medizinische Forschung ist dabei besonders interessant, dass die Bakterien, zum Beispiel solche aus der Familie der Salmonellen oder Clostridien, in Areale vordringen, die herkömmlichen chemotherapeutischen Medikamenten oft verwehrt bleiben. Denn diese sind auf den Transport durch die Blutgefäße angewiesen, die in einem Tumor häufig unvollständig sind.

Dem Chirurgen Wilhelm Busch war Mitte des 19. Jahrhunderts an der Universitätsklinik in Bonn aufgefallen, dass die Tumorgröße bei solchen Patienten schrumpfte, die sich eine schwere Infektion eingefangen hatten. Daher wagte er im Jahr 1867 einen riskanten Versuch. Er legte eine junge Krebskranke in das leere Bett eines Patienten mit Wundrose. Tatsächlich schrumpfte der lebensbedrohliche Tumor im Hals der Frau durch die absichtlich ausgelöste Bakterieninfektion deutlich. Doch die junge Patientin starb kurze Zeit später trotzdem. Denn man wusste weder welcher Erreger die Wundrose überhaupt auslöste, noch hatte man Medikamente in den Händen, um die Infektion einzudämmen.

Lange Zeit fristete die Idee „Bakterien gegen Krebs“ ein Schattendasein, die Risiken schienen unbeherrschbar. Doch dank der Gentechnik wächst in letzter Zeit die Hoffnung einiger Forscher, Bakterien so umzurüsten, dass sie dem Tumor, nicht aber dem gesamten Organismus, schaden. Kein Arzt würde einem Krebskranken, der meist auch eine geschwächte Immunabwehr hat, Bakterien verabreichen, die Krankheiten auslösen. Daher wird – meistens an Mäusen – mit abgeschwächten Bakterien experimentiert, deren Erbgut im Vergleich zu ihren krank machenden Verwandten stark verändert ist und die mit Antibiotika gut zu kontrollieren sind.

Da man gleich mehrere „Störungen“ einbaue, seien die veränderten Salmonellen, selbst wenn eine Mutation „zurückspringen“ würde, noch sicher, sagt Dirk Bumann, Infektionsbiologe am Biozentrum der Universität Basel. Das zeigt sich in einer der wenigen klinischen Studien, die im Jahr 2001 mit abgeschwächten Salmonellen (Salmonella typhimurium) bei Patienten mit fortgeschrittenem Hautkrebs erfolgte. Die Bakterien wurden, nachdem sie in den Blutstrom gegeben worden waren, gut vertragen. Allerdings sammelten sich nur bei vereinzelten der insgesamt 24 Patienten tatsächlich Bakterien im Tumor an. In keinem Fall konnte das Team vom Nationalen Krebsinstitut der USA in Bethesda einen Rückgang der Krankheit beobachten.

Siegfried Weiß und seine Mitarbeiter vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsbiologie in Braunschweig haben vor kurzem herausgefunden, warum dieser und ein weiterer Versuch der gleichen amerikanischen Arbeitsgruppe zwar sicher, aber erfolglos war. Die in den klinischen Tests verwendeten Bakterien lösen im Körper eine viel schwächere Alarmantwort aus als die ursprünglichen Salmonellen. Daher werden auch geringere Mengen des Tumornekrosefaktors (TNF) ausgeschüttet. Das ist ein Signalstoff, der die Entzündungsantwort bei Infektionen in Gang bringt und die Blutgefäße durchlässiger macht, damit die Abwehrzellen rasch in das betroffene Gewebe eindringen können. Nun sind aber offenbar auch die Bakterien während des Anti-Tumor-Einsatzes auf die Durchlässigkeit der Gefäße angewiesen: nur bei ausreichender „Öffnung“ werden sie in das Krebsgewebe eingeschwemmt.

Der Tumornekrosefaktor sei dabei ein zweischneidiges Schwert, sagt Siegfried Weiß. Würde der Körper als Antwort auf die therapeutischen Bakterien zu viel davon ausschütten, könnten schwere Nebenwirkungen, etwa eine Sepsis, folgen. Würde bei der Behandlung zu wenig TNF frei, kämen die Bakterien nicht in den Tumor hinein. Ohnehin sind die Vorgänge rund um das Eindringen der Bakterien in den Tumor noch ziemlich unbekannt. Weiss hofft, durch ein besseres Verständnis der Prozesse in Zukunft bessere und für den Organismus ungefährliche Bakterien herstellen zu können.

Nicht eindeutig beantwortet werden kann auch die Frage, warum die Tumorzellen überhaupt durch die Bakterien sterben. Möglicherweise schädigen die Bakterien die Krebszellen ganz unmittelbar, weil sie sich in ihnen oder in ihrer unmittelbaren Umgebung aufhalten. Bestimmt spielt bei der Tumorvernichtung, da sind sich Weiß und andere Forscher sicher, auch die Körperabwehr eine entscheidende Rolle. Durch die Anwesenheit der Bakterien würde das Immunsystem mit der Nase unmittelbar auch auf die Tumorzellen gestoßen.

Diese würden im Zusammenhang mit den Bakterien als „fremd“ also „gefährlich“ eingestuft und angegriffen, meint Weiß. Das würde auch die Beobachtung erklären, die das Braunschweiger Team an Mäusen gemacht hat, deren Tumoren durch Salmonellen komplett zurückgingen. Verpflanzte man nach der Heilung dieselbe Tumorart erneut in die gesundeten Tiere, griff die Körperabwehr den Tumor an und stieß ihn ab.

Auch Maria Rescigno vom Europäischen Institut für Onkologie in Mailand vermutet hinter der Anti-Tumor-Aktivität der Bakterien eine Mobilisierung der Körperabwehr. Ihr italienisches Team konnte Hauttumoren bei Mäusen vollständig zurückdrängen, wenn die Tiere zunächst gegen Salmonellen geimpft und dann die abgeschwächten Bakterien direkt in das Tumorgewebe gespritzt wurden. Doch nicht nur die unmittelbar behandelten Tumoren, auch das Wachstum von Metastasen wurde durch die Bakterien behindert. Das spricht ebenfalls für eine Aktivierung der körpereigenen Immunabwehr gegen Tumorzellen.

Nach Meinung Rescignos dringen die Salmonellen in die Tumorzellen ein. Dadurch markieren sie diese als Angriffsziel für die Körperabwehr. Aus einem Tumorherd, der offenbar nur schlecht vom Immunsystem ausgemacht werden könne, werde ein Infektionsherd, der die Immunabwehr stark provoziere, erklärt die Italienerin. Wie Rescigno berichtet, ist das Verfahren bereits an 14 Krebspatienten getestet worden. Hier erzielten die Forscher durch die direkte Gabe der Bakterien in den Tumor zwar keinen durchschlagenden Erfolg. Bei zwei der Patienten kam das Krebswachstum zumindest vorübergehend zum Stillstand. Ob hier tatsächlich eine Abwehrreaktion gegen die Tumorzellen ausgelöst wurde, müsse noch untersucht werden, sagt Rescigno.

Die genetische Aus- und Umrüstung gut erforschter Bakterien wie der Salmonellen bietet schier unzählige Therapievarianten. Kalifornische Forscher vom Burnham Institute for Medical Research in La Jolla konnten an Mäusen zeigen, dass die Körperabwehr Tumorzellen umso kräftiger angriff, wenn abgeschwächte Salmonellen, die in die Blutbahn der Tiere gegeben wurden, ein zusätzliches Gen für einen immunologischen Botenstoff enthielten. Die Bakterien trugen dieses Gen mit Namen CCL21, das Immunzellen anlockt, direkt in den Tumor hinein und blockierten so zumindest dessen weiteres Wachstum.

Die Idee, Bakterien als Transportvehikel für Therapeutika zu nutzen, verfolgt ein Team von der britischen University of Sheffield. Die Forscher arbeiten mit Salmonellen, die nur dann ein Zellgift abgeben, wenn sie sich dort aufhalten, wo es sehr wenig Sauerstoff gibt. Unter Bedingungen also, wie sie im Inneren eines Tumors herrschen.

Ob es das ideale Anti-Tumor-Bakterium eines Tages jedoch im Routineeinsatz geben wird, vermag auch der Mikrobenspezialist Dirk Bumann vom Biozentrum Basel nicht vorauszusagen. Was dem interessanten Ansatz bisher fehle, sei der Schritt heraus aus dem akademischen Bereich in die Klinik, sagt Bumann. Offene grundsätzliche Fragen müssten dafür geklärt und risikofreudige Investoren gefunden werden.