Wie gentechnisch veränderte Bakterien Krebs von innen heraus bekämpfen

Eine 130 Jahre alte Idee, neu geboren

In den 1890er Jahren bemerkte der New Yorker Chirurg William B. Coley etwas Seltsames: Bei einigen Krebspatienten, die bakterielle Infektionen entwickelten, schrumpften die Tumore. Er begann, Patienten mit hitzeabgetöteten Bakterien zu injizieren – später als „Coley's Toxins“ bezeichnet – und dokumentierte Tumorregressionen bei Sarkomen, Melanomen und Lymphomen. Die medizinische Fachwelt tat seine Arbeit weitgehend ab, aber Coley war auf ein Prinzip gestoßen, das die synthetische Biologie nun in Präzisionsmedizin verwandelt.

Heute entwickeln Forscher harmlose probiotische Bakterien, die als mikroskopische Medikamentenfabriken fungieren, in Tumore eindringen, ihre Umgebung wahrnehmen und Krebs bekämpfende Moleküle genau dort produzieren, wo sie benötigt werden. Das Feld wird als bakterielle Krebstherapie bezeichnet, und nach Jahrzehnten der Rückschläge gewinnt es endlich ernsthaft an Bedeutung.

Warum Bakterien Tumore lieben

Solide Tumore schaffen Bedingungen, in die die meisten Therapien nur schwer eindringen können, in denen sich Bakterien aber wohlfühlen. Tumore entwickeln abnormale, undichte Blutgefäße, sauerstoffarme (hypoxische) Kerne und nekrotisches Gewebe – eine Umgebung, die für normale Zellen feindlich, aber für fakultativ und obligat anaerobe Bakterien wie Salmonella, Clostridium, Bifidobacterium und Escherichia coli ideal ist.

Einmal im Körper, steuern diese Bakterien auf natürliche Weise das Tumorgewebe an, wo sie sich in Konzentrationen ansammeln können, die laut einer in Experimental & Molecular Medicine veröffentlichten Studie mehr als 1.000-mal höher sind als in normalen Organen. Die immunsupprimierte Mikroumgebung in Tumoren schützt die Bakterien auch davor, vom Immunsystem abgeräumt zu werden, was ihnen Zeit gibt, zu kolonisieren und zu wirken.

Wie gentechnisch veränderte Bakterien funktionieren

Die moderne synthetische Biologie nimmt dieses natürliche Tumor-Suchverhalten und verstärkt es. Wissenschaftler programmieren Bakterien genetisch mit therapeutischen „Schaltkreisen“ – DNA-Abschnitten, die die Mikroben anweisen, bestimmte Aufgaben auszuführen, sobald sie einen Tumor erreichen. Diese entwickelten Funktionen lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen:

• Medikamentenproduktion: Bakterien werden so programmiert, dass sie Anti-Krebs-Wirkstoffe direkt im Tumor herstellen und freisetzen. In einer im März 2026 in PLOS Biology veröffentlichten Studie entwickelten Forscher der Shandong University E. coli Nissle 1917, um Romidepsin (FK228), ein von der FDA zugelassenes Anti-Krebs-Medikament, herzustellen, wodurch eine gezielte Verabreichung mit reduzierten systemischen Nebenwirkungen erreicht wurde.
• Immunaktivierung: Einige Bakterien sind so konzipiert, dass sie das Immunsystem stimulieren, indem sie tumorassoziierte Antigene auf ihrer Oberfläche präsentieren oder den STING-Signalweg aktivieren, der Immunzellen zum Angriff auffordert. Die experimentelle Therapie SYNB1891 von Synlogic verwendet diesen Ansatz, wobei präklinische Daten eine vollständige Tumorabstoßung bei etwa einem Drittel der Mäuse mit Melanom zeigen.
• Programmierter Selbstzerstörung: Mithilfe von Quorum-Sensing-Schaltkreisen können Bakterien erkennen, wann ihre Kolonie eine kritische Masse erreicht, und dann lysieren (aufplatzen), um ihre therapeutische Ladung auf einmal freizusetzen – eine kontrollierte Detonation im Inneren des Tumors.

Die klinische Realität

Trotz vielversprechender Tierstudien hat sich die Übertragung der bakteriellen Krebstherapie auf den Menschen als schwierig erwiesen. Die einzige Salmonella-basierte Therapie, die eine klinische Phase-I-Studie erreichte – ein Stamm namens VNP20009 – wurde Patienten mit metastasiertem Melanom und Nierenzellkarzinom sicher verabreicht, und in Tumorbiopsien wurde eine gewisse bakterielle Besiedlung beobachtet. Allerdings waren die Anti-Tumor-Effekte im Vergleich zu den Ergebnissen bei Mäusen enttäuschend.

Es bleiben mehrere Herausforderungen. Genetische Stabilität ist ein großes Problem: Gentechnisch veränderte DNA-Schaltkreise können mutieren oder verloren gehen, wenn sich Bakterien im Körper teilen. Es gibt auch Sicherheitsfragen bezüglich der Kontrolle der bakteriellen Replikation und der Sicherstellung, dass die Organismen nach der Behandlung eliminiert werden können. Die regulatorischen Rahmenbedingungen für „lebende Medikamente“ entwickeln sich noch, da diese Therapien nicht eindeutig in bestehende Arzneimittelkategorien passen.

Warum es wichtig ist

Die konventionelle Chemotherapie flutet den gesamten Körper mit giftigen Medikamenten und schädigt dabei gesundes Gewebe neben den Tumoren. Die bakterielle Therapie verspricht etwas grundlegend anderes: eine Behandlung, die Krebs selbstständig aufspürt, Medikamente am Tumorort herstellt und das Immunsystem des Patienten aktiviert – und das alles, während der Rest des Körpers verschont bleibt.

Da Unternehmen wie Synlogic klinische Programme vorantreiben, akademische Labore genetische Schaltkreise verfeinern und neue Studien zunehmend ausgefeilte bakterielle Verhaltensweisen demonstrieren, nähert sich das Feld der Verwirklichung von William Coleys jahrhundertealter Beobachtung als moderne Krebswaffe. Die Bakterien, so stellt sich heraus, waren die ganze Zeit willige Partner – sie brauchten nur bessere Anweisungen.