Krebstherapie: Bakterien schleusen Viren in Tumore ein

Forscher der Columbia Engineering University haben eine Krebstherapie entwickelt, bei der Bakterien und Viren zusammenarbeiten. In einer heute in Nature Biomedical Engineering veröffentlichten Studie zeigt das Synthetic Biological Systems Lab , wie ihr System ein Virus in einem tumorsuchenden Bakterium versteckt, es am Immunsystem vorbeischmuggelt und in Krebstumoren freisetzt. 

Die neue Plattform kombiniert die Neigung der Bakterien, Tumore zu finden und anzugreifen, mit der natürlichen Vorliebe des Virus, Krebszellen zu infizieren und abzutöten. Tal Danino , außerordentlicher Professor für Biomedizintechnik an der Columbia Engineering University, leitete die Entwicklung des Systems mit dem Namen CAPPSID (kurz für Coordinated Activity of Prokaryote and Picornavirus for Safe Intracellular Delivery). Charles M. Rice, Virologe an der Rockefeller University, arbeitete mit dem Columbia-Team zusammen. 

Die bakterielle Hälfte des Systems ist Salmonella typhimurium , eine Art, die auf natürliche Weise in die sauerstoffarme, nährstoffreiche Umgebung von Tumoren wandert. Dort angekommen, dringen die Bakterien in Krebszellen ein und setzen das Virus direkt im Inneren des Tumors frei. 

„Wir haben die Bakterien so programmiert, dass sie als Trojanisches Pferd agieren, indem sie die virale RNA in Tumore einschleusen und sich dann direkt in den Krebszellen selbst lysieren, um das virale Genom freizusetzen, das sich dann zwischen den Krebszellen verbreiten kann“, sagt Singer.

Indem sie den Tumorsuchinstinkt der Bakterien und die Fähigkeit des Virus, sich in Krebszellen zu vermehren, ausnutzten, schufen die Forscher ein Transportsystem, das in den Tumor eindringen und sich darin ausbreiten kann – eine Herausforderung, die sowohl Ansätze, die ausschließlich auf Bakterien als auch auf Viren basieren, bisher einschränkte.

Schutz vor außer Kontrolle geratenen Infektionen

Ein zentrales Anliegen jeder Therapie mit Lebendviren ist die Eindämmung ihrer Ausbreitung über den Tumor hinaus. Das System des Teams löste dieses Problem mit einem molekularen Trick: Es stellte sicher, dass sich das Virus ohne ein Molekül, das es nur von den Bakterien erhalten kann, nicht ausbreiten konnte. Da die Bakterien im Tumor verbleiben, ist diese lebenswichtige Komponente (Protease genannt) nirgendwo sonst im Körper verfügbar. 

„Verbreitungsfähige Viruspartikel können sich nur in der Nähe von Bakterien bilden. Diese Bakterien sind für die Bereitstellung spezieller Mechanismen erforderlich, die für die Virusreifung im manipulierten Virus unerlässlich sind. Dadurch entsteht eine synthetische Abhängigkeit zwischen den Mikroben“, sagt Singer. Diese Schutzmaßnahme bietet eine zweite Kontrollebene: Selbst wenn das Virus dem Tumor entkommt, breitet es sich nicht im gesunden Gewebe aus.

„Systeme wie diese – die speziell auf die Verbesserung der Sicherheit dieser Lebendtherapien ausgerichtet sind – werden für die Umsetzung dieser Fortschritte in die Klinik von entscheidender Bedeutung sein“, sagt Singer.