Froschbakterium eliminiert Darmtumoren in Mäusen

Ein Bakterium aus dem Darm japanischer Laubfrösche hat in Mausversuchen Darmtumoren nach einer einzigen intravenösen Injektion vollständig beseitigt. Forscher des Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) zeigten in der Fachzeitschrift Gut Microbes, dass Ewingella americana alle behandelten Tiere mit kolorektalem Krebs tumorfrei machte und dabei Standardimmuntherapie und Chemotherapie übertraf. Bis zur Anwendung beim Menschen sind mehrere Entwicklungsschritte nötig, doch das Funktionsprinzip ist wissenschaftlich ungewöhnlich.

Ein Bakterium aus dem Froschdarm

Das Forscherteam um Prof. Eijiro Miyako untersuchte 45 Bakterienstämme aus den Verdauungstrakten von japanischen Laubfröschen (Dryophytes japonicus), Feuerbauchmolchen und Eidechsen. Neun Stämme zeigten tumorsupprimierende Eigenschaften. Ewingella americana war der wirksamste davon. Das Bakterium gilt in der Mikrobiologie als sogenannter fakultativer Anaerobier: Es überlebt sowohl in sauerstoffreichen als auch in sauerstoffarmen Umgebungen. Diese Eigenschaft erwies sich für seine Antitumorwirkung als entscheidend.

Wie das Bakterium Tumoren angreift

Tumorgewebe ist aus mehreren Gründen besonders anfällig für E. americana. Es ist schwach durchblutet und damit sauerstoffarm. Krebszellen unterdrücken das Immunsystem über das Oberflächenprotein CD47. Die Blutgefäße von Tumoren sind ungewöhnlich undicht, sodass Bakterien leichter eindringen können. Diese drei Faktoren zusammen schaffen eine Umgebung, in der sich das Bakterium stark vermehren kann, während es in gesundem Gewebe kaum überlebt.

In der JAIST-Studie reicherte sich E. americana nach intravenöser Gabe innerhalb von 24 Stunden etwa 3.000-fach im Tumorgewebe an. Die Bluthalbwertszeit betrug rund 1,2 Stunden, danach war das Bakterium im Blutkreislauf praktisch nicht mehr nachweisbar.

Der Wirkmechanismus ist doppelt. Einerseits zerstört E. americana Tumorzellen direkt. Andererseits aktiviert es das Immunsystem: Das Bakterium rekrutiert T-Zellen, B-Zellen und Neutrophile, die entzündungsfördernde Botenstoffe (TNF-α und IFN-γ) ausschütten und damit weiteres Krebszellsterben auslösen.

Das Ergebnis: eine vollständige Tumorregression bei allen behandelten Mäusen mit kolorektalem Krebs, eine sogenannte Complete Response Rate von 100 Prozent. Im Vergleich zu einer Anti-PD-L1-Immuntherapie und liposomalem Doxorubicin, einem gängigen Chemotherapeutikum, war E. americana in beiden Metriken überlegen. Nach einem 60-tägigen Beobachtungszeitraum traten keine Langzeittoxizitäten auf. Die Tiere zeigten lediglich vorübergehende leichte Entzündungsreaktionen, die sich binnen 72 Stunden normalisierten.

Im Vergleich: Bakterielle Krebstherapie hat eine Geschichte

Der Befund klingt neuartig, steht aber in einer langen Forschungstradition. William Coley, ein Knochensarkom-Chirurg am Memorial Hospital in New York, behandelte ab 1891 Krebspatienten mit einer Mischung aus abgetöteten Streptococcus-Bakterien und Serratia marcescens, den sogenannten Coley-Toxinen. Die Therapie löste Immunreaktionen aus, die bei einem Teil der Patienten zur Tumorregression führten. Sie geriet in Vergessenheit, als Strahlen- und Chemotherapie in den Vordergrund rückten.

Das einzige heute klinisch zugelassene bakterielle Präparat in der Krebstherapie ist BCG (Bacillus Calmette-Guérin, ein abgeschwächtes Tuberkulosebakterium). Es wird seit Jahrzehnten erfolgreich bei nicht-invasivem Blasenkrebs eingesetzt und gilt dort als Standardbehandlung nach der Tumorentfernung. Forscher am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig untersuchen zudem gentechnisch veränderte Salmonella typhimurium-Varianten als potenzielle Krebstherapeutika.

Darmkrebs ist in Deutschland eine der häufigsten Krebserkrankungen: Laut Daten des Deutschen Krebsforschungszentrums wurden 2023 rund 55.300 Fälle neu diagnostiziert, rund 24.100 Menschen starben an der Erkrankung. Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt im Schnitt bei rund 65 Prozent, im Spätstadium mit Fernmetastasen jedoch weit darunter. Für dieses Stadium werden dringend neue Behandlungsansätze gesucht.

Drei Schritte bis zur klinischen Prüfung

Ein überzeugender Mausversuch ist kein klinischer Beweis. Für eine mögliche Anwendung beim Menschen sind typischerweise drei Stufen zu durchlaufen.

Erstens: Prüfung in größeren Tiermodellen, um Sicherheit und Wirksamkeit unter realistischeren Bedingungen zu testen. Zweitens: Validierung in menschlichen Krebszelllinien, da sich die Tumorbiologie von Mäusen und Menschen erheblich unterscheidet. Drittens: eine klinische Phase-1-Studie am Menschen. Für keinen dieser Schritte hat das JAIST-Team bislang eine Zeitlinie genannt.

Das Team plant laut der Veröffentlichung in Gut Microbes, E. americana als Nächstes gegen Brustkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Melanom zu testen sowie Dosierungsstrategien und Kombinationstherapien mit bestehenden Immuntherapeutika zu untersuchen. Wie lang der Weg von einem Tierversuch zur klinischen Anwendung sein kann, zeigt BCG: Von Coleys Beobachtungen 1891 bis zur evidenzbasierten Krebstherapie vergingen rund 80 Jahre. Für E. americana könnte dieser Weg kürzer sein, weil die Werkzeuge der modernen Krebsforschung leistungsfähiger sind. Einen Zeitplan gibt es nicht.