Salmonellen

Salmonellen haben als Krankheitserreger nicht gerade den besten Ruf. Doch die Bakterien können nicht nur krank machen: US-Forscher haben eine Methode entwickelt, um mit ihrer Hilfe Krebszellen gezielt zu vergiften.

San Diego/Cambridge Mit speziell programmierten Bakterien wollen US-Forscher Krebszellen zerstören. Die genetisch veränderten Salmonellen produzieren einen Anti-Krebs-Wirkstoff, lösen sich dann selbst auf und setzen dabei das Gift im Tumor frei, wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature“ schreiben.

Ein Team um Jeff Hasty von der University of California San Diego in La Jolla (Kalifornien, USA) entwickelte die neuen Bakterienstämme. Sangeeta Bhatia und ihre Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (Massachusetts, USA) führten Labortests mit Mäusen durch, bei denen die neue Technik zur Anwendung kam.

Bei ihrem Konzept hätten er und seine Kollegen sich davon leiten lassen, dass eine Bakterienstämme möglichst wenig Schaden im Körper des Patienten anrichten soll, so Hasty: „Wir wollten außerdem eine beträchtliche therapeutische Nutzlast an die erkrankte Stelle liefern.“

In das Erbgut bestimmter Salmonellen, die besonders Tumore besiedeln, setzten die Forscher mehrere Gene ein, die einen Selbstzerstörungsmechanismus auslösen. Es wird ein Protein namens AHL produziert, das sich zwischen den Zellen einer Bakterienkolonie in einem Tumor verbreitet. Erreicht die AHL-Konzentration einen bestimmten Grenzwert, löst das Protein die Produktion eines Stoffes aus, der die Bakterienzelle auflöst. Allerdings überleben stets einige der Salmonellen die Massenselbsttötung der Kolonie und können im Tumor wieder eine neue Population aufbauen.

Der eigentliche Angriff auf die Krebszellen erfolgt über ein anderes Gen, das die Wissenschaftler den Bakterien einschleusten. Es sorgt dafür, dass die Mikroben ein für Tumorzellen tödliches Gift produzieren. Lösen sich die Bakterien unter dem Einfluss des AHL auf, wird dieses Gift im Tumor freigesetzt.

Siegfried Weiß vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig findet das Konzept der US-Forscher ausgesprochen innovativ. Es sei zwar nicht schwierig, Salmonellen dazu zu bringen, einen bestimmten Stoff zu produzieren, wohl aber, diesen Stoff auch freizusetzen. „Dieses Problem haben die Forscher sehr elegant gelöst“, betont Weiß, der nicht an der Studie beteiligt war.
Die Bakterien arbeiten wie programmierte Drohnen

Hasty und Kollegen testeten die genetisch veränderten Salmonellen zunächst in Nährlösungen. Um die Zyklen sichtbar zu machen, in denen die Kolonie wächst, sich größtenteils auflöst und wieder wächst, integrierten sie ein weiteres Gen in das Bakterium. Es sorgt dafür, dass die Zellen Licht aussenden.

In Zeitrafferfilmen zeigen sich aufleuchtende und wieder verschwindende Bakterien. Zudem konnten die Forscher bereits in der Nährlösung zeigen, dass der Anti-Krebs-Wirkstoff, von mehreren Tausend Salmonellen gleichzeitig freigesetzt, menschliche Krebszellen töten kann.

Das MIT-Team unter der Leitung von Bhatia setzte nun die Forschung an krebskranken Mäusen fort. Dabei zeigte sich, dass die Anti-Krebs-Salmonellen das Wachstum von Darm- und Lebertumoren zwar einschränken, die Tumore aber nicht abtöten können. Die besten Ergebnisse brachte eine Kombination aus drei veränderten Bakterienstämmen, die jeweils einen anderen Wirkstoff produzieren, und einer Chemotherapie. Damit gelang es, die Lebenserwartung der Mäuse um 50 Prozent zu erhöhen.

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