Vergessen Sie Chemotherapie? Ein Forschungsteam hat Bakterien so verändert, dass sie Tumore als Nahrung nutzen. So funktioniert die neue Hoffnung gegen Krebs.
Ein Forschungsteam der kanadischen University of Waterloo hat eine spektakuläre neue Waffe im Kampf gegen Krebs entwickelt: gentechnisch veränderte Bakterien, die Tumore von innen heraus zerstören. Das Bakterium Clostridium sporogenes, das normalerweise im Boden vorkommt, wird dabei als biologische Kampfmaschine eingesetzt.
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Es dringt als Spore in den Tumor ein, findet dort ein nährstoffreiches, sauerstofffreies Milieu – genau das, was es zum Überleben braucht – und beginnt, den Tumor zu fressen. „Wir besiedeln jetzt diesen zentralen Raum, und das Bakterium befreit im Wesentlichen den Körper vom Tumor", erklärt Professor Dr. Marc Aucoin.
Das große Problem: Sauerstoff tötet die Bakterien-Krieger
Doch der Ansatz hatte bisher einen entscheidenden Haken: Sobald die Bakterien die äußeren Ränder des Tumors erreichen, wo etwas mehr Sauerstoff vorhanden ist, sterben sie ab – bevor sie ihre Mission vollständig erfüllen können. Die Forscher lösten dieses Problem, indem sie den Bakterien ein zusätzliches Gen eines sauerstofftoleranten Verwandten einpflanzten. Damit können sie auch in den äußeren, leicht sauerstoffhaltigen Tumorbereichen überleben und weiterfräsen. Damit die Bakterien dieses Überlebensprogramm nicht zu früh aktivieren – etwa im sauerstoffreichen Blutkreislauf –, nutzten die Wissenschaftler ein ausgeklügeltes biologisches Timing-System namens Quorum Sensing.
Smarter Schalter: Bakterien warten auf das richtige Signal
Quorum Sensing funktioniert wie ein demokratisches Abstimmungssystem unter Bakterien: Erst wenn genug Artgenossen im Tumor versammelt sind und gemeinsam ein chemisches Signal aussenden, wird das sauerstoffresistente Gen eingeschaltet. „Mit synthetischer Biologie haben wir so etwas wie einen Stromkreis gebaut – aber anstelle von Drähten haben wir DNA-Stücke verwendet", erklärt Mathematikprofessor Dr. Brian Ingalls. „Jedes Stück hat seine Aufgabe. Wenn sie richtig zusammengebaut werden, bilden sie ein System, das auf vorhersehbare Weise funktioniert." In der aktuellen Studie, veröffentlicht im Fachjournal ACS Synthetic Biology, testeten die Forscher das System erfolgreich – die Bakterien produzierten auf Kommando ein grün fluoreszierendes Protein als Beweis, dass der biologische Schalter funktioniert.
Präklinische Tests stehen bevor
Der nächste große Schritt ist bereits geplant: Die Forscher wollen das sauerstoffresistente Gen und den Quorum-Sensing-Mechanismus in einem einzigen Bakterium vereinen und dieses dann in präklinischen Versuchen an echten Tumoren testen. Das Projekt entstand aus jahrelanger Forschungsarbeit und wird nun gemeinsam mit dem Biotechnologie-Unternehmen CREM Co Labs aus Toronto weiterentwickelt. Sollten die Tests erfolgreich verlaufen, könnte die Methode eines Tages eine hochwirksame, gezielte Alternative zu Chemotherapie und Bestrahlung darstellen – mit minimalen Nebenwirkungen für gesundes Gewebe.
