Mit Biotechnologie gegen Krebs
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- Im Größenvergleich: Krebszelle (hinten) und gesunde Zelle Quelle: Eye of Science
Schon seit Jahrzehnten stecken öffentliche und private Investoren Millionen-Beträge in die Erforschung von Krebserkrankungen, doch ein Heilmittel ist bislang nicht gefunden. Wie schwer der Kampf gegen Krebs ist, verdeutlicht ein Blick auf die Statistik: Noch immer zählen viele der insgesamt 300 Krebsarten zu den häufigsten Todesursachen. Dennoch gibt es Grund zur Hoffnung. Je mehr die molekularen Details der Krebsentstehung verstanden werden, umso zielgerichteter lassen sich neuartige Medikamente entwickeln. Dies zeigte sich auch beim Deutschen Krebskongress, der vom 20. bis 23. Februar 2008 in Berlin stattfand. Die medizinische Biotechnologie spielt dabei eine entscheidende Rolle und ist inzwischen zunehmend zum Motor beim Kampf gegen Krebs geworden: Sie steht Pate für eine ganze Reihe von Ansätzen, Krebszellen zu stoppen und zu vernichten. Mehr als 20 Krebsmedikamente befinden sich derzeit allein bei deutschen Biotech-Firmen in der klinischen Entwicklung.
Targeted Therapies: Antikörper im Einsatz gegen Krebszellen
Antikörper sind eigentlich Bestandteil der körpereigenen Immunabwehr: Sie können bestimmte Strukturen (Antigene) auf der Oberfläche von Zellen erkennen und daran andocken. Diese Strukturen sind zumeist körperfremde Bestandteile, zum Beispiel Abfallprodukte von Viren oder Bakterien, die eine Zelle befallen haben. Auf diese Weise markieren die Antikörper die Zelle, wodurch sie für so genannte Killerzellen des Immunsystems sichtbar werden, die daraufhin die infizierten Zellen angreifen und zerstören. Dieser Mechanismus wird als ADCC bezeichnet („Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity”). Daneben können Antikörper aber auch gezielt Empfängerproteine (Rezeptoren) auf der Zelloberfläche von Zellen besetzen und damit die Kommunikation innerhalb der Zelle blockieren oder gezielt aktivieren. Obwohl der Körper in der Regel keine Antikörper gegen sich selbst herstellt, werden diese Effekte in der Krebstherapie trotzdem genutzt, indem so genannte monoklonale Antikörper künstlich im Labor hergestellt werden, die sich gezielt gegen einzelne bekannte Bestandteile auf Krebszellen richten.
Tumor-Antikörper-Therapie
Hierunter fallen eine Reihe von Antikörpern, die gezielt Oberflächeneiweiße auf Krebszellen binden und diese dann durch ADCC zerstören sollen. Rituximab (MabThera®) oder Alemtuzumab (MabCampath®) sind derartige Antikörper-Medikamente , die für die Behandlung verschiedener Leukämieformen bereits auf dem Markt sind. Ebenfalls nach dem ADCC Prinzip funktioniert das noch in der Entwicklungsphase befindliche Antikörper-Präparat WX-G250 (Rencarex®) der deutschen Biotechfirma Wilex mit Sitz in München. Rencarex® ist ein Medikament zur Behandlung von Nierenzellkrebs und eines der wenigen Präparate deutscher Firmen, die sich bereits in der letzten Phase der klinischen Entwicklung (Phase III) befinden. Erste Ergebnisse dieser Studien werden noch bis Ende 2007 erwartet.
Einen anderen Mechanismus verfolgt das bereits auf dem Markt befindliche Blockbuster-Medikament Zevalin®, das in Amerika entwickelt wurde. An diesen Antikörper ist ein radioaktives Isotop (Yttrium-90) gekoppelt. Der Antikörper bringt die Strahlenquelle wie ein Taxi zur Tumorzelle, wo die dann Strahlungsenergie und nicht die Aktivität des Immunsystems zur Zerstörung der Zelle führt. Diese Form der Behandlung mittels radioaktiver Isotopen wird auch als Radioimmuntherapie bezeichnet.
Wachstumssignal-Hemmer
Das Phänomen, das auf Tumorzellen deutlich mehr Rezeptoren produziert werden, als für ein normales Wachstum nötig wäre, wird auch als „Überexpression“ bezeichnet. Diese Zelloberflächenproteine sind Andockstellen für Wachstumsfaktoren, die durch ihre Bindung das Wachstum der Zelle bestimmen. Durch die Überexpression werden Tumorzellen im Vergleich zu gesunden Zellen verstärkt zur Teilung angeregt. So finden sich häufig eine erhöhte Anzahl der Wachstumsrezeptoren HER-2 (EGFR2) auf Krebszellen von Brusttumoren. Daneben gibt es noch weitere Rezeptoren der EGF-Rezeptor-Familie, die verstärkt auf verschiedenen Tumoren produziert werden. Bei positivem Befund werden Antikörper-Präparate wie Trastuzumab (Herceptin®) bei Brustkrebs oder Cetuximab (Erbitux®) bei Darmkrebs eingesetzt. Sie binden an diese EGF-Rezeptoren und blockieren gezielt die Übertragung von Wachstumssignalen an die Tumorzelle.
Ein kurzer Film des NDR zeigt die Wirkungsweise von Angiogeneshemmern bei der Krebstherapie (2:37 min). Quelle: NDR
Tumorangiogenese-Hemmer
Tumore entwickeln ein eigenes Blutgefäßsystem, um ihre Versorgung zu gewährleisten. Ein Ansatz der Tumorbekämpfung ist daher, gezielt die Gefäßneubildung des Tumors (Tumorangiogenese) zu verhindern – der Krebs soll „verhungern“. Ein Beispiel für einen derartigen Tumorangiogenese-Hemmer ist der Wirkstoff Bevacizumab (Avastin®). Dieser Wirkstoff bildete die Grundlage für das erste zugelassene Antikörper-Therapeutikum, das sich gegen Wachstumsfaktoren (VEGF-Rezeptoren) auf neugebildeten Gefäßzellen von Tumoren richtet.
Gezieltes Selbstmordprogramm in Tumorzellen (Apoptose-Modulatoren)
Daneben werden Substanzen entwickelt, die bestimmte Stoffwechselschritte in der Tumorzelle aktivieren, die zum programmierten Zelltod (Apoptose) führen. Bei der Apoptose aktiviert die Zelle ein Selbstmordprogramm, bei dem sie sich selbst zerstört. Tumorzellen sind dazu nicht mehr in der Lage, was sie unsterblich macht. Daher versuchen die Wissenschaftler über verschiedene Wirkungsweisen gezielt ein Absterben der Tumorzellen einzuleiten. Ein Ansatz ist die Verwendung von speziellen Antikörpern (IgM), die auf der Oberfläche von Tumorzellen ein Apoptose-Signal auslösen sollen. Ein derartiger Antikörper wurde an der Universität Würzburg gefunden und seit dem Jahr 2001 von der OncoMab GmbH als Spin-off weiterentwickelt.
