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Commercial feasibility of non-pathogenic Clostridium-Mediated Cancer Immunotherapy: leveraging the presence of tumour hypoxia & necrosis

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Innovation in der Bakterienforschung weckt Hoffnungen für die Krebsbehandlung

Ein bahnbrechendes Projekt hat gezeigt, wie sich Bakteriensporen als ideale Methode eignen könnten, um Arzneimittel zielgerichtet in Tumoren abzugeben.

Gesundheit

Immuntherapeutische Strategien sind in den vergangenen Jahren als wirksame Möglichkeit zur Identifizierung und Bekämpfung von krebsartigen Tumoren zunehmend in den Vordergrund gerückt. „Die Wirksamkeit von Immuntherapien beruht darauf, dass sie das Immunsystem gezielt dabei unterstützen, Krebszellen zu erkennen und anzugreifen“, erklärt Tom Bailey, Mitglied des Projektteams von CL-IO und Forscher an der Fakultät für Präzisionsmedizin der Universität Maastricht in den Niederlanden. „Immuntherapien machen den Tumor für das Immunsystem sozusagen sichtbarer bzw. können die Wirksamkeit der Immunzellaktivitäten erhöhen – sprichwörtlich in etwa so, als würde man ‚auf den Turbo drücken‘.“ Doch obwohl dieser Ansatz Erfolg zeigt, bestehen weiterhin diverse Schwierigkeiten. Immuntherapien werden in Form von Injektionen verabreicht, wobei häufig lediglich 10 % der Dosis tatsächlich beim Tumor ankommen. Zudem kann es durch Wechselwirkungen mit gesundem Gewebe zu Nebenwirkungen kommen, sodass die Behandlung eingestellt werden muss. „Wir erkannten, dass es möglich wäre, Nebenwirkungen zu verringern und die Konzentration der Biotherapeutika zu erhöhen, wenn die Immuntherapeutika direkt im Tumor freigesetzt werden könnten“, so Projektkoordinator Philippe Lambin, Leiter der Fakultät für Präzisionsmedizin an der Universität Maastricht. „Das würde zudem Abfall sparen und die Kosteneffizienz steigern und somit potenziell mehr Betroffenen die Behandlung ermöglichen.“

Verbesserte Wirkstoffabgabe

Daher zielte das Projekt CL-IO nicht darauf ab, neue Immuntherapien zu entwickeln, sondern die Verabreichung bereits existierender Wirkstoffe zu verbessern. Lambin und sein Team wollten dazu insbesondere einen bestimmten Stamm von genetisch modifizierten Clostridium-Bakterien einsetzen und bauten dabei auf früheren Forschungsergebnissen auf. „Dieser Stamm besitzt eine einzigartige Fähigkeit zur Bildung von Sporen“, fügt Bailey hinzu. „Das lässt sich am besten mit einem Pflanzensamen vergleichen. Der Samen an sich tut eigentlich nichts – er hat keinen eigenen Stoffwechsel und kann nicht wachsen, sofern er sich nicht in der richtigen Umgebung befindet.“ Ebenso ist auch die Clostridium-Spore inert und kann nicht außerhalb ihrer idealen Umgebung aktiviert werden – sie benötigt eine sauerstofffreie Umgebung in totem Gewebe. Anders ausgedrückt: Die Bakterienspore wird sich nur im Tumor aktivieren – und nirgends sonst im Körper. Dadurch eignet sie sich potenziell hervorragend als Träger, um Arzneimittel zielgerichtet „von innen nach außen“ (statt wie üblich „von außen nach innen“) abzugeben. Der nächste Arbeitsschritt des Teams bestand darin, einen Stamm dieses Bakteriums zu entwickeln, der in der Lage ist, immuntherapeutische Wirkstoffe abzusondern. Das Projektteam konnte im Labor nachweisen, dass dieses Vorhaben machbar war und damit tatsächlich eine positive Wirkung auf das Wachstum von Immunzellen zu beobachten war. „Dahinter steht folgender Gedanke: Die Sporen dringen in den Tumor ein und können dann dazu angeregt werden, laufend Agenzien wie zum Beispiel Antikörper zu produzieren, bis alle Krebszellen zerstört sind“, merkt Lambin an. „Die Bakterien werden spontan wieder entfernt, sobald die Behandlung abgeschlossen ist, da die für ihr Überleben erforderliche Umgebung dann nicht mehr besteht. Wenn Nebenwirkungen auftreten, können sie durch Antibiotika sicher entfernt werden.“

Eine neue Perspektive auf Bakterien

Im Rahmen des Projekts wurde auch die wirtschaftliche Machbarkeit dieses Konzepts bewertet, um den Weg für eine mögliche Kommerzialisierung zu ebnen. Lambin sieht hier ein enormes Potenzial, vor allem, da Wirkstoffe in ruhenden Sporen bei Raumtemperatur gelagert werden können. „Die Sporen können auch eingesetzt werden, um mehrere immuntherapeutische Wirkstoffe täglich rund um die Uhr zu verabreichen“, erläutert er. Das nächste Ziel ist nun, groß angelegte Tierstudien und anschließend toxikologische Studien durchzuführen. Außerdem muss der Produktionsmaßstab noch vergrößert werden. „Wir möchten auf diesem Gebiet federführend vorangehen“, so Lambin. „Wir konnten zeigen, dass dieses Konzept der ‚lebenden Medizin‘ funktioniert, wobei natürlich noch Verbesserungsbedarf besteht.“ Der Erfolg des Projekts CL-IO stellt einen Paradigmenwechsel in Bezug darauf dar, wie der Einsatz von Bakterien zur Krebsbehandlung wahrgenommen wird. Diese Neubetrachtung führt sowohl in der Wissenschaft als auch in der breiten Öffentlichkeit zu einem besseren Verständnis von dem besonderen Nutzen, den Bakterien zur allgemeinen Gesundheit leisten können.

Schlüsselbegriffe

CL-IO, Krebs, immuntherapeutisch, Immuntherapie, Bakterien, Clostridium, Gesundheit, Tumore

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