Molekulare Immunologie

Salmonellen – stäbchenförmige Bakterien – sind allgemein bekannte, gefährliche Krankheitserreger. Treffen sie auf unser Immunsystem, lösen sie eine ganze Reihe von Reaktionen aus, die ihrerseits wieder auf die Krankheitserreger zurückwirken. Eine dieser Wechselwirkungen zwischen Salmonellen und unserem Immunsystem eröffnet eine völlig neue Perspektive im Kampf gegen Krebs.

Unsere Forschung

Wenn unser Immunsystem etwas Fremdes in uns erkennt, reagiert es schnell und heftig. Es schüttet Botenstoffe aus, die eine fein abgestimmte Immunreaktion steuern: Sie aktivieren oder deaktivieren Zellen, lösen die Produktion von Wachstumsfaktoren oder weiteren Botenstoffen aus, starten oder beenden eine Immunreaktion. Die Wissenschaftler am HZI erforschen diese Wechselwirkungen und entdecken dabei ganz unerwartete Zusammenhänge.

Rasterelektonen-Mikroskopische Aufnahme von Salmonellen, die in einen Tumor eingewandert sind. © HZI/Rohde

Krankheitserreger gegen Tumore

Unsere Forscher setzen Krankheitserreger gegen Tumore ein. Viele Bakterien, wie auch Salmonella Typhimurium, reichern sich in festen Tumoren an. Die Besiedlung führt – indirekt – zum Absterben von vielen Tumorzellen – es bilden sich so genannte Nekrosen. Ein Vorgang, der von Botenstoffen des Immunsystems gefördert wird. In den Nekrosen finden die Salmonellen ideale Lebensbedingungen vor, vermehren sich stark und fressen den Tumor regelrecht von innen auf.

Lokale Chemotherapie

Neben dieser natürlichen Reaktion der Bakterien, das Krebsgeschwür zu besiedeln, könnten sie zudem zusätzlich genutzt werden, um therapeutische Moleküle direkt im Tumor zu produzieren. Sie erhalten ein zusätzliches Gen, das die Informationen für einen Wirkstoff enthält. Geht es ihnen in der Nekrose gut, produzieren sie den Wirkstoff und lösen eine sehr lokale Chemotherapie aus. Damit ließe sich gezielt der Tumor bekämpfen und das gesunde Gewebe schonen. Nötig sind dafür so genannte Promotoren, die die Produktion der therapeutischen Moleküle auf den Tumor beschränken.

Der Fokus der Forschung liegt nun darauf, bakterielle Gene zu identifizieren, die spezifisch in Tumorgewebe aktiviert werden, um deren Promotoren verwenden zu können. Gleichzeitig müssen die Salmonellen so geschwächt werden, dass sie den Patienten nicht schaden.

Tumor-spezifische T-Zell-Antwort

Damit noch nicht genug. Die Besiedlung der Tumore mit den Bakterien löst nämlich noch einen weiteren Effekt aus: Sie aktiviert das Immunsystem, denn durch das Absterben der Tumorzellen werden Tumorantigene freigesetzt, die sich in Lymphknoten und Milz ansammeln. Gleichzeitig stimulieren die Bakterien das Immunsystem auch direkt und die Kombination dieser beiden Reaktionen führt dann zu einer Tumor-spezifischen T-Zell-Antwort. Dadurch erkennt das Immunsystem Tumorzellen und greift sie an – der restliche Tumor, der noch nicht nekrotisch ist, wird von Immunzellen entfernt.

Durch diese spezifische Antwort erhoffen sich die Wissenschaftler eine neue Möglichkeit bei der Bekämpfung von Metastasen – auch in Stadien, in denen sie für die Mediziner noch nicht einmal zu erkennen sind. Das Immunsystem bekämpft dann selbstständig im Körper versteckte Tumore und auch spätere Rezidive, sozusagen wie eine Impfung gegen den besiegten Tumor.

Leitung

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    Siegfried Weiß

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