Gentechnisch veränderte probiotische Bakterien jagen und töten Tumore

Mikroskopisch kleine Medikamentenfabriken in Tumoren

Eine Forschungswelle verwandelt harmlose Darmbakterien in präzise Krebsbekämpfungswaffen. In Studien, die im vergangenen Jahr veröffentlicht wurden, haben Teams aus China, Kanada und den Vereinigten Staaten unabhängig voneinander probiotische Stämme entwickelt, die Tumore aufspüren, sie besiedeln und Antikrebsmittel direkt am Krankheitsherd freisetzen – wodurch Patienten möglicherweise die verheerenden Nebenwirkungen einer herkömmlichen Chemotherapie erspart bleiben.

Der jüngste Durchbruch, der am 17. März in PLOS Biology veröffentlicht wurde, stammt von der Shandong University in China. Tianyu Jiang und Kollegen reprogrammierten Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) – einen probiotischen Stamm, der natürlicherweise im menschlichen Darm vorkommt – um Romidepsin (FK228) zu synthetisieren, eine von der FDA zugelassene Antikrebsverbindung. In Mausversuchen reichern sich die modifizierten Bakterien erfolgreich in Tumoren an und setzten das Medikament genau dort frei, wo es benötigt wurde.

"Der probiotische Stamm ist vielversprechend für die Krebsbehandlung und ebnet den Weg für zukünftige Fortschritte in diesem Bereich", schrieben die Forscher.

Warum Bakterien ideale Tumor-Infiltratoren sind

Solide Tumore schaffen eine Umgebung, in die die meisten Medikamente nur schwer eindringen können: Ihr Kern ist sauerstoffarm, sauer und vor dem Immunsystem abgeschirmt. Aber genau diese feindseligen Bedingungen sind es, in denen bestimmte Bakterien gedeihen. Probiotische Stämme wandern auf natürliche Weise durch undichte Blutgefäße in das Tumorgewebe und besiedeln es, wobei sie die sauerstoffarme, immunsupprimierte Mikroumgebung ausnutzen, die den Krebs normalerweise vor den Abwehrkräften des Körpers schützt.

Ein separates Team an der University of Waterloo in Kanada verfolgte einen völlig anderen Ansatz. Ihre Arbeit, die Ende 2025 in ACS Synthetic Biology veröffentlicht wurde, verwendete Clostridium sporogenes, ein Bodenbakterium, das ohne Sauerstoff gedeiht. Die Forscher fügten ein Sauerstofftoleranzgen ein, das durch Quorum Sensing gesteuert wird – ein bakterielles Kommunikationssystem, das erst aktiviert wird, wenn sich genügend Bakterien in einem Tumor angesammelt haben. Wie der Biomediziningenieur Brian Ingalls erklärte, "bauten sie so etwas wie einen Stromkreis, verwendeten aber anstelle von Drähten DNA-Stücke".

Krebsimpfstoffe der Columbia University aus Bakterien

Das vielleicht ehrgeizigste Programm läuft an der Columbia University, wo die vom NCI finanzierten Forscher Nicholas Arpaia und Tal Danino im Oktober 2024 Zwillingsstudien in Nature und Science Immunology veröffentlichten. Ihr Ansatz geht über die Medikamentenverabreichung hinaus: Sie entwickelten EcN-Bakterien, die 19 tumorspezifische Neoantigene tragen – abnormale Proteine, die für den Krebs eines Patienten einzigartig sind – und schufen so im Wesentlichen einen personalisierten mikrobiellen Impfstoff.

Bei Mäusen mit kolorektalen Tumoren führte eine einzige Injektion dieser gentechnisch veränderten Bakterien zu einer starken Verkleinerung oder vollständigen Beseitigung der Tumore und verlängerte das Überleben. Die Bakterien erwiesen sich auch als wirksam gegen Melanome und metastasierende Erkrankungen. Eine Parallelstudie zeigte, dass Bakterien, die Interferon-Gamma direkt in Tumore abgeben, die Resistenz gegen Checkpoint-Inhibitor-Medikamente überwinden können – ein großes Hindernis in der aktuellen Immuntherapie.

Von Mäusen zu Menschen: Der Weg nach vorn

Keiner dieser Ansätze wurde bisher am Menschen getestet, und es bestehen noch erhebliche Hürden. Wissenschaftler müssen die langfristige Sicherheit nachweisen, Methoden zur Entfernung gentechnisch veränderter Bakterien nach der Behandlung entwickeln und – für personalisierte Impfstoffansätze – die Herausforderung lösen, die einzigartigen Tumorantigene jedes Patienten schnell genug für den klinischen Einsatz zu identifizieren.

Dennoch schreitet die klinische Translation voran. In einer Phase-I-Studie aus dem Jahr 2025 wurden Folat-gerichtete Nanopartikel verwendet, um Lactobacillus casei zusammen mit Anti-PD-1-Nanokörpern bei Patienten mit kolorektalem Karzinom im Stadium III zu verabreichen, wobei erste Ergebnisse zeigten, dass der Ansatz gut vertragen wurde und keine schwerwiegenden Toxizitäten aufwies.

Wenn sich diese Ergebnisse in größeren Humanstudien bestätigen, könnten gentechnisch veränderte Bakterien einen Paradigmenwechsel in der Onkologie darstellen – indem sie die körpereigenen mikrobiellen Verbündeten in gezielte Krebskiller verwandeln, die von innen heraus wirken, ohne die Kollateralschäden von Bestrahlung und Chemotherapie.