Gentechnisch veränderte Bakterien geben Chemotherapie direkt an Tumore ab

Die herkömmliche Chemotherapie ist oft mit erheblichen Herausforderungen verbunden, darunter schwere Nebenwirkungen, Schäden an gesundem Gewebe und eine begrenzte Wirksamkeit.

Forscher der Yong Loo Lin School of Medicine (NUS Medicine) der National University of Singapore haben nun einen revolutionären Ansatz zur Krebsbehandlung entwickelt – eine gezieltere, wirksamere und weniger toxische Alternative zur herkömmlichen Chemotherapie. Dieser neue Ansatz verbessert nicht nur die Wirksamkeit der Behandlung, sondern reduziert auch die zur Krebsbehandlung benötigte Medikamentendosis deutlich.

Unter der Leitung von Associate Professor Matthew Chang haben Forscher des NUS Synthetic Biology for Clinical and Technological Innovation (SynCTI) und des Synthetic Biology Translational Programme (Syn Bio TRP) an der NUS Medicine eine neue Methode zur Verabreichung von Medikamenten entdeckt, die Hoffnung auf die Entwicklung neuer klinischer Behandlungsmethoden für Krebspatienten bietet. Die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse zeigen eine neue Methode zur direkten Verabreichung von Chemotherapeutika an Tumore auf, die natürliche Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Krebszellen nutzt.

Bei Prodrugs handelt es sich um inaktive Moleküle (Prodrugs), die im Körper, insbesondere in Tumorumgebungen, in aktive Wirkstoffe umgewandelt werden. Dabei werden die besonderen Bedingungen von Tumoren, wie Sauerstoffmangel oder hoher Säuregehalt, ausgenutzt, um den Wirkstoff direkt am Krebsherd zu aktivieren und gleichzeitig die Schädigung gesunden Gewebes zu minimieren. Aktuelle Prodrug-Strategien weisen jedoch eine eingeschränkte Zielspezifität auf und basieren häufig auf makromolekularen Trägern, was sowohl die Verteilung als auch die Elimination des Wirkstoffs erschwert.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, haben Forscher von NUS Medicine eine Methode zur Verabreichung von Prodrugs entwickelt. Dabei kommt ein kommensaler Lactobacillus-Stamm zum Einsatz, der sich über ein Oberflächenmolekül namens Heparansulfat spezifisch an Krebszellen bindet. Diese genetisch veränderten Bakterien tragen ein Prodrug, das direkt am Tumor in das Chemotherapeutikum SN-38 umgewandelt wird.

In präklinischen Modellen von Nasenrachenkrebs lokalisierten genetisch veränderte Bakterien den Tumor direkt und setzten das Chemotherapeutikum direkt an der Krebsstelle frei, wodurch das Tumorwachstum um 67 % reduziert und die Wirksamkeit des Chemotherapeutikums um 54 % erhöht wurde.

Einer der vielversprechendsten Aspekte dieser Forschung ist die mögliche breite Anwendung für verschiedene Arten der Krebstherapie, da der von den Forschern identifizierte Lactobacillus-Stamm spezifisch an Krebszellen bindet.

Der leitende Forscher Dr. Shen Haosheng, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter bei SynCTI, sagte: „Indem wir die Affinität zwischen Bakterien und Krebszellen ausnutzen, wollen wir die Verabreichung von Chemotherapie revolutionieren. Wir untersuchen die Bindungsaffinität mehrerer mikrobieller Stämme an verschiedene Krebszelllinien mit dem Ziel, ein vielseitiges Verabreichungssystem zu entwickeln, das mikrobielle Stämme nutzt, um Chemotherapeutika gezielt auf verschiedene Schleimhautkrebsarten wie Dickdarm-, Harnwegs-, Magen-, Mund-, Lungen- und Nasenkrebs zu richten.“

„Die Behandlung von Krebs ist für Patienten oft eine äußerst schwierige Angelegenheit. Unsere Forschung stellt einen bedeutenden Schritt hin zur Entwicklung eines gezielteren und weniger toxischen Ansatzes zur Krebsbekämpfung dar. Wir hoffen, dass dies den Weg für Therapien ebnen kann, die sowohl sanft als auch wirksam sind“, fügte Associate Professor Chang, Vorsitzender der Abteilung für Medizin und Direktor von SynCTI und NUS Medicine Syn Bio TRP, hinzu.