Die einzigartige Mikrobiota der Amphibien und Reptilien
Forscher interessierten sich intensiv für die Mikrobiome von Amphibien und Reptilien. Spontane Tumoren sind bei diesen Tieren äußerst selten. Wenn Tumore auftreten, korrelieren sie meist mit Umweltfaktoren oder Laborsituationen. Diese Tiere haben lange Lebenszeiten und erleben extreme Zellstressphasen wie Metamorphosen. An Orten mit hohen Erregerkonzentrationen leben sie trotzdem. Dies sind Bedingungen, die normalerweise als krebsfördernd gelten, jedoch nicht in diesen Fällen.
Die Suche nach dem Anti-Tumor-Bakterium
Das Forschungsteam isolierte 45 verschiedene Bakterienstämme aus japanischen Baumfröschen, Feuersalamandern und Wiesenlurchen. Intensive Tests führten zur Identifizierung von neun Stämmen mit nachgewiesenen anti-tumoralen Eigenschaften. Ewingella americana, ein Bakterium aus dem Darm der Baumfrösche, zeigte die stärkste Wirkung.
Die Mechanismen des Erfolgs
E. americana demonstrierte außergewöhnlich potente zytotoxische Aktivitäten. Dies liegt an seiner Fähigkeit, gezielt Tumorzellen anzugreifen und gleichzeitig die Immunreaktion des Wirtes zu aktivieren. Die Wissenschaftler berichteten von einer signifikanten Überlegenheit in den Tumorreduktionstests im Vergleich zu etablierten Therapien wie Doxorubicin und anti-PD-L1-Antikörpern.
Erstaunliche Ergebnisse bei Mausmodellen
In einem experimentellen Verfahren erhielten Mäuse mit kolorektalem Krebs eine einzige Injektion von E. americana. Das Resultat war überwältigend: Tumore wurden komplett eliminiert. Der Rückgang der Tumoren war nicht nur schnell, sondern schien auch eine anhaltende Immunität zu vermitteln. Bei der späteren Wiederexposition gegenüber Krebszellen entwickelten die Mäuse keine neuen Tumoren. Diese Ergebnisse deuten auf eine langfristige Immunerinnerung hin.
Die Doppeltaktik von E. americana
Das Bakterium zeigt ein zweistufiges Angriffsmuster auf Krebszellen. Zunächst hat es eine natürliche Neigung zur sauerstoffarmen Umgebung in soliden Tumoren. Innerhalb von nur 24 Stunden vervielfachte sich seine Population um das 3.000-Fache. Dabei wurden gesunde Organe jedoch nicht beeinträchtigt. E. americana konnte direkt die Tumorentwicklung durch die Sekretion von Toxinen innerhalb des Tumors abschalten.
Immuneffekt und bakterielle Invasion
Die Invasion durch Bakterien führte zu einer massiven Immunantwort. Tumore wurden nahezu überflutet von Immunzellen wie Neutrophilen sowie T- und B-Zellen. Entzündungsmediatoren wuchsen signifikant an. So entstand ein Effekt, der nicht nur durch direkte bakterielle Einflüsse, sondern auch durch das Immunsystem des Wirts eine umfassende Tumorzerstörung bewirkte.
Spezifität und Sicherheit der Behandlung
Die gewonnene Erkenntnis, dass E. americana tumorspezifisch ist, ist von großer Bedeutung. Das Bakterium bleibt in der Tumorumgebung und wird schnell aus dem Blutstrom entfernt – innerhalb von 24 Stunden war es nicht mehr nachweisbar. Eine umfassende Sicherheitsevaluation zeigte, dass das Bakterium nur vorübergehende Entzündungen verursachte, die innerhalb von 72 Stunden abklangen.
Der zukunftsweisende Weg der Krebsforschung
Die Forscher planen nun, die Wirksamkeit von E. americana in anderen Krebsarten wie Brustkrebs und Melanomen zu testen. Ein besonderes Interesse besteht darin, diese Therapie als ergänzende Behandlung neben klassischen Immuntherapien zu nutzen. Die Identifikation von E. americana als effektives natürliches Antikrebs-Mittel könnte die Entwicklung neuer, präziser Krebsbehandlungen zur Folge haben.
Schlussfolgerung und Ausblick
Die Ergebnisse legen den Grundstein für eine neue Klasse von Therapeutika, die auf der Mikrobiota basieren. Damit könnte die Bedeutung der mikrobiellen Biodiversität in der Krebsforschung hervorgehoben werden. Obgleich noch viele Fragen offen sind, eröffnen diese Entdeckungen neue Perspektiven für Patienten mit schwer behandelbaren Krebserkrankungen.
Quellen
Japan Advanced Institute of Science and Technology via MedicalXpress