Können Bakterien bald Krebs heilen?

Nutze den Feind: Forscher versuchen, Mikroben so zu verändern, dass sie Krankheiten diagnostizieren können. Sie lassen die Mikroorganismen im Kampf gegen Krebs antreten

von Franziska Draeger, aktualisiert am 14.12.2015

Der Kampfplatz: Eingefärbte Bakterien in der Petrischale

W&B/Thomas Pflaum

Bakterien haben einen schlechten Ruf, anders als Kühe und Schafe. Dabei sind einige von ihnen mindestens ebenso wichtige Nutztiere – oder besser Nutzorganismen. Sie produzieren Zutaten für Lebensmittel und medizinische Wirkstoffe. Und bald diagnostizieren und heilen sie womöglich sogar Krankheiten. Zumindest, wenn es nach Jérôme Bonnet vom Zentrum für Struktur-Biochemie der Universität Montpellier (Frankreich) geht. Er tüftelt an Bakterien, die Biomarker aufspüren, also Stoffe, die Krankheiten anzeigen. Mit Kollegen aus den USA konnte er nun einen ersten großen Erfolg feiern: den "Baktosensor".


Bakterium mit künstlichem Spürsinn

Das ist ein gewöhnliches Darmbakterium, das mit einem künstlichen Spürsinn ausgestattet wurde: Trifft es auf einen Biomarker, wird automatisch ein kleiner Baustein in der Bakterien-DNA verändert. Das führt dazu, dass das Bakterium große Mengen eines Eiweißes herstellt. Und dieses Eiweiß beeinflusst die Farbe der Mikrobe: Der Baktosensor erstrahlt dann beispielsweise in Rosa.

"Als wir endlich den Prototyp gebaut hatten, wollten wir sehen, ob er wirklich klinisch relevante Fragen beantworten kann", erklärt Bonnet. Die Forscher gestalteten die Bakterien deshalb so, dass sie auf Glukose reagieren, und gaben sie in glukosehaltige Urinproben von Diabetikern, die noch nicht medikamentös eingestellt waren. Und siehe da: Die Gelatinekügelchen, in denen die Mikroben verpackt worden waren, färbten sich rosa. Die Bakterien hatten also den Zucker im Urin erkannt.

So zeigen Bakterien Krankheiten an


Spezielle Bakterien reagieren auf bestimmte Stoffe (hier Glukose). Ihr Erbgut verändert sich, und sie beginnen, leuchtende Eiweiße herzustellen

W&B/Dr. Ulrike Möhle

Entdecken Bakterien bald Tumore und Metastasen?

Wie kleine Mini-Computer können die Bakterien sogar logische Fragen beantworten: Liegen zwei bestimmte Biomarker gleichzeitig vor? Oder nur der eine oder der andere? Das Ergebnis dieser Tests wird in den Mikroben gespeichert, ihre DNA verändert sich nachhaltig. "Und obwohl die Fragen sehr kompliziert sein können, ist das Ergebnis sehr einfach abzulesen: Die Kugeln werden farbig oder bleiben transparent", erklärt Bonnet.

Zusätzlich können die Bakterien verdächtige Signale des Körpers verstärken. Bereits wenige Biomarker führen zu einer hohen Produktion von Leuchtstoffen. In Zukunft könnten die Baktosensoren etwa Tumore und Metastasen aufspüren. Im Laborversuch funktioniert das bereits: Ein Team vom Massachusetts Institute of Technology in Boston zeigte, dass sich bestimmte Bakterien in Lebermetastasen ansammeln und dort Biomarker spalten, die nur im Tumor vorliegen. Die Spaltprodukte lassen sich im Urin nachweisen.

Für die Diagnose müssten Menschen aber genetisch veränderte Bakterien schlucken. Es müsste geklärt sein, dass die Prozedur sicher ist. Ihr Vorteil liegt auf der Hand: Die Mikroorganismen könnten im hintersten Winkel unseres Körpers Diagnosen stellen.

Die Vision: Bakterien als Krebskiller

Die Vision mancher Forscher reicht noch weiter. Auf lange Sicht wollen sie Bakterien in den Körper schicken, die Krankheiten sogar heilen. Schon zu Beginn des 19. Jahrhunderts hatten Wissenschaftler beobachtet, dass bakterielle Infektionen manchmal Tumore schrumpfen ließen. Der amerikanische Arzt Dr. William Coley behandelte daraufhin Patienten, die an Knochen- und Bindegewebskrebs litten, mit Bakterien, die er zuvor mit Hitze abgeschwächt hatte. Das Aufkommen von Strahlen- und Chemotherapie verdrängte diesen biologischen Ansatz, er geriet in Vergessenheit. Derzeit stößt er allerdings wieder auf großes Interesse bei Wissenschaftlern weltweit.


Forscher Dr. Siegfried Weiß vom Helmholtz-Zentrum Braunschweig

W&B/Ronald Frommann

Einer der Pioniere auf diesem Gebiet in Deutschland ist Dr. Siegfried Weiß, der am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig arbeitet: "Bei großen oder schwer zugänglichen Tumoren stoßen die gängigen Behandlungsmethoden an ihre Grenzen", sagt er. "Wir brauchen eine zusätzliche Option." Strahlen reichen zum Teil nicht bis ins Innerste von Tumoren, Medikamente kommen dort nicht an, weil das Gewebe schlecht durchblutet ist. Bakterien wiederum könnten eindringen. Einige Arten sind sogar spezialisiert auf sauerstoffarme Umgebungen wie diese und vermehren sich gerade dort.

Drei Angriffsarten im Kampf gegen Tumore

"Auf drei Weisen könnten sie den Körper im Kampf gegen den Tumor unterstützen", ergänzt Professorin Maria Rescigno, die am European Institute of Oncology in Mailand forscht. Sie töten Krebszellen entweder direkt durch ihre Gifte. Oder sie werden wie kleine U-Boote mit Medikamenten beladen und setzen auf ein Signal hin ihre Fracht frei. Oder sie stacheln das Immunsystem des Patienten an. Im Labor zeigte Rescigno, dass Salmonellen in Melanome eindringen und diese daraufhin schrumpfen.

Bisher fehlen allerdings erfolgreiche Studien an größeren Patientengruppen. "Oft wurden offenbar zu schwache Bakterien verwendet", sagt Experte Weiß. "Die Herausforderung ist es, solche zu finden, die stark genug sind, dem Tumor zu schaden oder die Körperabwehr anzuregen, aber schwach genug, damit Patienten die Behandlung unbeschadet überstehen." Noch ist viel Forschung nötig. Wie gut wir die Bakterien tatsächlich nutzen können, muss sich zeigen.

Bildergalerie: So arbeiten die Bakterien-Trojaner

Bakterien gelangen ins Innerste von Tumoren, das schlecht durchblutet und deshalb für Medikamente und Strahlung schwer zugänglich ist. Sie können dort Tumorzellen direkt angreifen, Arzneien hineinbringen oder das Immunsystem anregen.


  • Superbakterien
    W&B/Dr. Ulrike Möhle

    Kolibakterien

    Kolibakterien werden mit Wirkstoffen beladen und bringen sie ins Innere des Tumors

    1/3

  • Superbakterien
    W&B/Dr. Ulrike Möhle

    Clostridien

    Clostridien vermehren sich in sauerstoffarmen Tumorregionen und produzieren Gift

    2/3

  • Superbakterien
    W&B/Dr. Ulrike Möhle

    Salmonellen

    Salmonellen reizen das Immunsystem, das den Tumor dann besser bekämpft

    3/3


Bildnachweis: W&B/Thomas Pflaum, W&B/Dr. Ulrike Möhle, W&B/Ronald Frommann

Newsletter abonnieren

Hier können Sie unseren kostenlosen Newsletter abonnieren »

Sind Sie wetterfühlig?

© Wort & Bild Verlag Konradshöhe GmbH & Co. KG

Weitere Online-Angebote des Wort & Bild Verlages