Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

„Ferngesteuerte“ Salmonellen als Mittel gegen Krebs

17.04.2015

HZI-Forscher entwickeln alternativen Ansatz für die Tumortherapie

Bakterieninfektionen als Krebstherapie? Das klingt zunächst riskant und tatsächlich sind viele gefährliche Keime nicht das Mittel der Wahl im Kampf gegen Krebs. Zwar können sie zur Rückbildung fester Tumore führen, aber sie schaden auch dem Patienten.


Salmonellen könnten in Zukunft zur Behandlung von Tumoren genutzt werden

© HZI / Rohde

Andere Bakterien wiederum sind harmlos für den Kranken, helfen aber nicht gegen den Krebs. Wissenschaftlern am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig ist es nun gelungen, Salmonellen so zu verändern, dass sie zunächst eine aggressive Anti-Tumor-Wirkung besitzen.

Später schalten sie diese Eigenschaft ab und können vom Immunsystem eliminiert werden: Die perfekte Balance für eine neue Therapieform.

Krebs ist die zweithäufigste Todesursache in der westlichen Welt. Trotz der Fortschritte bei etablierten Behandlungen wie Bestrahlung oder Chemotherapie nimmt die Zahl der Erkrankungen zu. Neue Ideen für Therapieformen werden daher dringend benötigt. Diese erfordern manchmal Ansätze, die auf den ersten Blick eher eine Verschlimmerung der Situation eines Patienten vermuten lassen. So auch die am HZI erforschte bakterienvermittelte Tumortherapie. Tatsächlich ist diese Methode ein Drahtseilakt. „Wir können bei dieser Behandlung nicht mit Bakterien arbeiten, die vollkommen harmlos sind. Gefährliche Erreger sind allerdings auch zu riskant“, sagt Dr. Siegfried Weiß, Leiter der Abteilung Molekulare Immunologie am HZI. „Hier mussten wir einen Mittelweg finden.“

In eine Vene injiziert, lösen Salmonellen im Körper eine spontane Immunreaktion aus. Viele Zellen des Immunsystems erkennen die Eindringlinge sofort und alarmieren den Körper durch die Ausschüttung von Botenstoffen. „Dies führt zu einer Unterbrechung der Sauerstoffversorgung im Tumor. Außerdem kommt es zu einer Besiedlung des Tumors durch die Bakterien“, sagt Weiß. Die Behandlung führt zwar in Mäusen oft zu einem kompletten Rückgang von Tumoren. Allerdings stellt die aggressive Natur der Salmonellen oft ein größeres Problem für die Tiere dar als der Krebs.

Wie die Wissenschaftler nun herausfanden, hängt die Reaktion des Immunsystems von einem Oberflächenmolekül der Salmonellen, dem Lipopolysaccharid (LPS). ab. Dieses langkettige Molekül ist sowohl für die Gefährlichkeit eines Erregers verantwortlich, als auch für dessen Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Immunsystem. „Selbst wenn die Bakterien von Immunzellen aufgenommen werden, entgehen sie dort der sonst stattfindenden Eliminierung. So können sie sich sogar in den Zellen vermehren. Dadurch kommt es zu einer Ausbreitung der Infektion“, sagt Dr. Michael Frahm, Erstautor der in der Fachzeitschrift mBio veröffentlichten Studie.

Deshalb testeten die Forscher harmlosere Varianten auf ihre Wirksamkeit gegen Tumore. „Zunächst haben wir die Therapie mit genetisch veränderten Salmonellen wiederholt, bei denen diese LPS-Ketten künstlich verkürzt wurden“, sagt Weiß. „Dabei zeigte sich allerdings, dass die abgeschwächten Bakterien auch die Wirkung gegen die Tumore verloren hatten. Aus dieser Not heraus kamen wir auf die Idee, die bakterielle Aggressivität fernzusteuern.“

Frahm und sein Kollege Sebastian Felgner veränderten die Salmonellen so, dass sie nur in Gegenwart eines bestimmten Zuckers in einem Nährmedium wie die ursprünglichen Salmonellen wachsen. Sobald sie aber injiziert werden und der Zucker fehlt, wandeln sie sich innerhalb weniger Stunden in die harmlosere Variante um. „Das Besondere ist, dass das Immunsystem so zunächst stark reagiert, aber anschließend die harmlosen Bakterien erfolgreich eliminieren kann. Die Bakterien wandern jedoch trotzdem in den Tumor ein“, sagt Frahm. Da die Salmonellen ihre Aggressivität verlieren, kommt es nur zu geringen Komplikationen. Der Anti-Tumor-Effekt bleibt jedoch bestehen.

Nun gilt es, diesen Ansatz weiter zu untersuchen und zu optimieren. „Der Weg bis zur klinischen Anwendung ist noch sehr weit, aber vielversprechend ist er allemal“, sagt Weiß.

Originalpublikation:
Michael Frahm, Sebastian Felgner, Dino Kocijancic, Manfred Rohde, Michael Hensel, Roy Curtiss III, Marc Erhardt, Siegfried Weiss.
Efficiency of Conditionally Attenuated Salmonella enterica Serovar Typhimurium in Bacterium-Mediated Tumor Therapy
mBio, 2015, DOI: 10.1128/mBio.00254-15

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. Am seinem Standort in Braunschweig-Stöckheim blickt das Zentrum auf eine jahrzehntelange Historie zurück. Bereits 1965 begannen hier die ersten Arbeiten; 2015 feiert das HZI 50-jähriges Jubiläum.
http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Informationen:

https://dx.doi.org/10.1128/mBio.00254-15 - Link zur Originalpublikation
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/ferngeste... - Diese Pressemitteilung auf helmholtz-hzi.de

Dr. Christian Stern | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Wehrhaft gegen aggressiven Sauerstoff - Metalloxid-Nickelschaum-Elektroden in der Wasseraufspaltung
25.04.2017 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen