Salmonellen verlocken Immunsystem zur Krebsbekämpfung

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Bakterien der Art Salmonella enterica können auch in Abwesenheit von Sauerstoff gut wachsen. In der sauerstoffarmen Umgebung innerhalb eines Tumors bilden sie Biofilme. Quelle: Manfred Rohde/HZI

17.08.2011  - 

Normalerweise verheißt eine Infektion mit Salmonellen nichts Gutes. Forscher vom Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung untersuchen, wie sich die krankmachenden Bakterien für eine Krebstherapie nutzen lassen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Fachjournal Cell Microbiology veröffentlicht (2011, Onlineveröffentlichung).

Dass bestimmte Bakterien in der Lage sind, Tumore absterben zu lassen ist schon lange bekannt. Schon vor mehr als 100 Jahren wurden die ersten Grundlagen für die sogenannte Krebsimmuntherapie geschaffen. Dabei wurden Patienten gezielt mit Krankheitserregern infiziert, die dann das Tumorwachstum stoppten. Beachtliche Heilungsraten von bis zu 10 Prozent konnten die Mediziner so erreichen. Erst mit dem Aufkommen der Chemo- und Strahlentherapie in den fünfziger Jahren verschwand geriet die Methode wieder in Vergessenheit. Zu groß erschienen die Risiken und Nebenwirkungen im Vergleich zu den neuen Behandlungsmöglichkeiten. 

Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig arbeiten Forscher um Siegfried Weiß, dem Leiter der Arbeitsgruppe „Molekulare Immunologie“ daran, die althergebrachte Krebsimmuntherapie mit biotechnologischen Methoden wieder im Werkzeugkasten der modernen Medizin zu verankern (mehr…). Neben Experimenten mit  Escherichia coli, wollen die Forscher verstehen, wieso Bakterien des Typs Salmonella enterica so wirksam sind. Eigentlich sind die Salmonellen als Auslöser für mehr oder minder schwer verlaufende Darminfektionen bekannt. Die Braunschweiger Forscher konnten das Geheimnis lüften, wie die Salmonellen zum Absterben von Tumoren führen: Innerhalb der Krebsgeschwulst bilden sie einen Bakterienfilm. Solche Biofilme agieren als schützende Hülle, die vor den Angriffen des Immunsystems bewahrt. 

Botenstoff Tumornekrosefaktor lässt Krebs absterben

Um die Salmonelleninfektion zu bekämpfen, schütten vor allem aktivierte Fresszellen den Botenstoff Tumornekrosefaktor (TNF) aus. Die dadurch hervorgerufene Entzündungsreaktion führt normalerweise dazu, dass Gefäßwände durchlässiger werden. Immunzellen können den Entzündungsherd so einfacher erreichen. In der Krebsgeschwulst sind die Gefäßwände jedoch ohnehin schwächer. Hier führt der Botenstoff dazu, dass sich im Tumor Blut sammelt, so dass die Krebszellen absterben.

Um genauer zu verstehen, wie Biofilmbildung und Tumorbekämpfung zusammengehören, veränderten die Forscher die Salmonellen so, dass sie keine Biofilme mehr bilden konnten. Mit den modifizierten Erregern wurden dann tumortragende Mäuse infiziert. Das Ergebnis: ohne den schützenden Film verschlechterten sich die Besiedlung der Tumore und deren Bekämpfung rapide.

Auch den umgekehrten Fall untersuchten die Wissenschaftler: normale Erreger, aber gentechnisch modifizierte Mäuse, denen bestimmte Immunzellen fehlten.  Stehen die Bakterien dem so geschwächten Immunsystem gegenüber, bilden sie ebenfalls keinen Biofilm. Die Salmonellen verstecken sich im Tumor vor bestimmten Abwehrzellen und schützen sich in ihrem Biofilm vor der Immunabwehr, folgerten die Forscher. Was eigentlich die Gefährlichkeit der Bakterien erhöht, ist im Krebsgewebe ein gewünschter Effekt. Diese Eigenschaften gezielt auszunützen könnte eines Tages vielleicht eine neuartige Therapie von Krebs ermöglichen, hofft Weiß: „Solche Experimente sind bis heute eine große Herausforderung. Studien an Biofilmen in Tumoren könnten hier einen neuen Ansatz bieten, Wirkstoffe und Therapien zu entwickeln.

Autor: Bernd Kaltwaßer