Dieser Parasit kann Menschen töten, ist aber ein Hoffnungsschimmer für Krebspatienten

Lebende Parasiten werden in den menschlichen Körper injiziert, um den „Kampfgeist“ des Immunsystems zu stimulieren und es ihm zu ermöglichen, einen größeren Feind zu töten – Krebszellen. Diese scheinbar fantastische Idee zur Krebsbekämpfung könnte tatsächlich zu einer wirksamen Krebstherapie führen.

Toxoplasma gondii ist ein Parasit, mit dem wir im Laufe unseres Lebens häufig in Kontakt kommen. Es kann fast alle warmblütigen Tiere infizieren. Toxoplasma gondii kommt häufig in durch Katzenkot verunreinigter Erde oder Wasser sowie im Fleisch infizierter Tiere vor. Obwohl eine Toxoplasma-Infektion bei den meisten Menschen keine Symptome verursacht, kann sie für immungeschwächte Personen, schwangere Frauen und Föten tödlich sein.

Die Idee, den Parasiten zur Behandlung von Krebs einzusetzen, entstand in den 1960er und 1970er Jahren, als Wissenschaftler beobachteten, dass mit Toxoplasma gondii infizierte Mäuse eine erhöhte Immunität gegen einige Krankheitserreger und Krebsarten hatten. In den Jahrzehnten seitdem haben sich die Beweise dafür gehäuft, dass eine Toxoplasma-Infektion bei der Behandlung von Krebs helfen könnte.

Einen gefährlichen Parasiten zur Behandlung von Krebs einzusetzen, klingt wie ein Spiel mit dem Feuer. Doch tatsächlich hatten einige Mediziner schon vor einem Jahrhundert die Idee, Krankheitserreger zur Behandlung von Krebs einzusetzen.

Gift als Medizin

Ende des 19. Jahrhunderts machte William Coley, ein Krebschirurg in New York, bei der Durchsicht alter Krankenakten eine überraschende Entdeckung: Ein Patient mit fortgeschrittenem Krebs hatte sich vor sieben Jahren mit Bakterien infiziert. Dies scheint vielleicht nicht der Rede wert zu sein, aber als Coley alte Krankenakten durchsah, entdeckte er, dass dieser Patient, der bald an Krebs hätte sterben sollen, noch am Leben und wohlauf war!

Coley vermutete, dass die Tumore durch eine bakterielle Infektion geschrumpft sein könnten, und begann daher damit, seinen Krebspatienten lebende oder abgetötete Bakterien zu injizieren. Zwar überlebt nicht jeder Patient, doch bei denjenigen, die die Infektion überleben, schrumpfen die Tumore in der Regel. Schließlich standardisierte Coley seine Behandlung in Form eines Impfstoffs, der abgetötete Bakterien enthielt, die als „Coley-Toxin“ bekannt sind. Nach der Injektion kann das Medikament bei Patienten eine entzündliche Reaktion gegen Krebs auslösen, ohne dass diese mit lebenden Krankheitserregern infiziert sind.

Viele Menschen haben versucht, Coleys Forschungsergebnisse zu reproduzieren, allerdings mit dürftigen Ergebnissen. Mit dem Aufkommen der Strahlentherapie sind Coleys Toxine nicht mehr die erste Wahl bei der Krebsbehandlung. Die therapeutische Idee, die Fähigkeit des Immunsystems zur Krebsbekämpfung zu stärken, bleibt jedoch bestehen.

Zusätzlich zu Coleys Toxinen haben Wissenschaftler auch andere Möglichkeiten ausprobiert, das Immunsystem zur Unterdrückung von Tumoren zu stimulieren, was auch als „In-situ-Impfung“ bezeichnet wird. Im Jahr 2016 zeigten Steven Fiering, ein Tumorimmunologe an der Geisel School of Medicine der Dartmouth University, und sein Team in einem Mauskrebsmodell, dass die Injektion von Nanopartikeln, die ein inaktiviertes Kuhbohnenmosaikvirus enthielten, in Tumore das Wachstum einer Vielzahl von metastasierenden Tumoren, darunter Eierstock-, Dickdarm- und Brustkrebs, hemmen konnte. Es gibt auch eine „T-Vec“-Therapie, bei der onkolytische Viren in Tumore injiziert werden und die derzeit zur Behandlung von Patienten mit fortgeschrittenem Melanom eingesetzt wird.

Die Immunität bremsen

Unsere Immunzellen sind mit Rezeptormolekülen, sogenannten Immun-Checkpoints, ausgestattet, die wie die „Bremsen“ des Immunsystems wirken. Benachbarte Immunzellen können die Bremse betätigen und so verhindern, dass die Immunreaktion unangemessen ausgelöst wird oder zu lange anhält. Viele Tumore verfügen jedoch auch über geschickte „Bremsen“, die Immunreaktionen unterdrücken, die den Tumor bekämpfen könnten.

Die entsprechende Immun-Checkpoint-Hemmungstherapie basiert auf dem Prinzip, die Übertragung von Hemmsignalen durch Immun-Checkpoint-Moleküle zu blockieren. Dadurch wird verhindert, dass Tumorgewebe die Immunbremse anzieht, und das Immunsystem kann seine Arbeit wieder aufnehmen und den Tumor bekämpfen. Bei manchen Patienten ist die Behandlung erfolgreich, aber nicht bei allen. Die Gründe dafür sind den Wissenschaftlern noch nicht vollständig klar.

Eine im November 2021 in Cancer Immunotherapy veröffentlichte Studie ergab, dass Mäuse, die sowohl eine Immun-Checkpoint-Hemmungstherapie als auch eine In-situ-Impfung gegen Toxoplasma gondii erhielten, eine bessere Tumorschrumpfung aufwiesen als Mäuse, die nur eine Immun-Checkpoint-Hemmungstherapie erhielten.

„Das ist ein sehr interessanter Befund, der bei der Behandlung von Patienten helfen könnte, die zunächst nicht auf die Hemmung von Immun-Checkpoints reagieren“, sagt David Bzik, Immunologe am Dartmouth College. „Wenn wir herausfinden, was dieser Parasit und andere Immuntherapien bewirken, können wir möglicherweise neue Krebstherapien entwickeln“, sagt Christopher Hunter, Immunparasitologe an der University of Pennsylvania.

Die „einzigartigen Fähigkeiten“ von Toxoplasma gondii

Wir benötigen unterschiedliche Immunwege, um unterschiedliche Arten von Krankheiten zu bekämpfen. Die Immunreaktion des Immunsystems zur Bekämpfung einer Toxoplasmose-Infektion ist genau die gleiche Reaktion, die zur Bekämpfung von Krebs erforderlich ist. „Wenn Toxoplasma gondii in einen Tumor eindringt, löst es tatsächlich eine Anti-Krebs-Reaktion aus und kehrt die Immunsuppression um“, sagte Buzik.

Warum löst Toxoplasma gondii eine Immunreaktion gegen Krebs aus? Dies liegt daran, dass der Parasit darauf angewiesen ist, dass der Wirt lange genug überlebt, um ein Lebensstadium zu erreichen, in dem er sich vermehren kann. Daher löst Toxoplasma gondii in den frühen Stadien der Infektion eine starke Immunreaktion aus, um die Zellreplikation im Körper zu kontrollieren. Diese Immunantwort ist genau das, was wir brauchen.

Im Jahr 2013 stellten Bzik, Filin und Kollegen fest, dass bei Mäusen mit Eierstockkrebs, die mit einem Toxoplasma-Stamm infiziert waren, der die normale Zellreplikation verhinderte, die Anzahl und Aktivität der krebsbekämpfenden T-Zellen deutlich zunahm. Darüber hinaus konnte das Tumorwachstum anderer Mäuse, die an Krebs erkrankt, aber nicht mit Toxoplasma infiziert waren, deutlich gehemmt werden, wenn die T-Zellen dieser Mäuse injiziert wurden. Andere Studien haben gezeigt, dass der Parasit auch gegen Mäuse mit Bauchspeicheldrüsenkrebs und Melanomen wirksam ist.

In einer neuen, im Jahr 2021 veröffentlichten Studie fanden Hany Elsheikha von der School of Veterinary Medicine der University of Nottingham im Vereinigten Königreich und seine Kollegen in China heraus, dass eine Infektion mit einem anderen Toxoplasma-Stamm mit geschwächter Replikationsfähigkeit dazu führen kann, dass T-Zellen und natürliche Killerzellen zu Tumoren strömen und Krebszellen abtöten. Diese Therapie ist in Kombination mit einer Immun-Checkpoint-Hemmungstherapie wirksamer als die alleinige Immun-Checkpoint-Hemmung.

Darüber hinaus ist nur die Injektion von lebendem Toxoplasma gondii wirksam; Die Verwendung abgetöteter Toxoplasma gondii hat keinen Einfluss auf die Tumorschrumpfung. Die Forscher stellten außerdem fest, dass Mäuse mit zwei Tumoren zwar mit einem Immun-Checkpoint-Inhibitor behandelt wurden, Toxoplasma jedoch nur in einen der Tumore injiziert wurde, der andere Tumor jedoch trotzdem schrumpfte.

Leider, so Buzik, werde die Krankheit bei vielen Patienten erst diagnostiziert, wenn der Krebs bereits Metastasen gebildet habe. Dadurch sei es nahezu unmöglich, den Tumor vollständig zu behandeln oder zu entfernen. Doch die neue Studie zeigt, dass die Therapie Tumore zwar an ihrem ursprünglichen Ort behandelt, aber auch Metastasen unterdrücken kann.

Mittel, nicht Ziele

Trotz einiger vielversprechender Ergebnisse gab Filin die Idee, Toxoplasma zur Entwicklung eines In-situ-Krebsimpfstoffs zu verwenden, vor einigen Jahren auf. Für die Kultivierung von Toxoplasma werden lebende Zellen benötigt, klinisch wird jedoch „etwas benötigt, das direkt aus dem Gefrierschrank oder Regal entnommen und dem Patienten injiziert werden kann, und nicht etwas, das alle paar Tage aus den kultivierten lebenden Zellen entnommen werden muss“, so Filin. „Deshalb ist ein Toxoplasma-Impfstoff aus klinischer Sicht nicht praktikabel.“

Abgesehen von den technischen Hürden bezweifelten alle befragten Wissenschaftler, dass eine Therapie, bei der Patienten gefährliche lebende Parasiten injiziert werden, jemals klinisch eingesetzt werden könnte.

Elshekar und seine Kollegen hatten nie die Absicht, auf Toxoplasma basierende Behandlungen zu fördern. Ihr Forschungsziel besteht darin, den genauen Grund herauszufinden, warum die Hemmung des Immun-Checkpoints aufgehoben wird und Tumore nach einer Infektion mit Toxoplasma gondii deutlich schrumpfen. Elshekar ist davon überzeugt, dass Toxoplasma ein wirkungsvolles Mittel zum Verständnis grundlegender biologischer Mechanismen ist.

„Im Vergleich zu vielen anderen Modellorganismen ist es relativ einfach, Toxoplasma genetisch zu verändern“, sagte Hunter. „Wissenschaftler können untersuchen, welche Immunwege im Kampf gegen Krebs entscheidend sind, indem sie bestimmte Gene im Toxoplasma ausschalten.“ Hunters Team entdeckte, dass Interleukin-27 (IL-27) bei einer Toxoplasma-Infektion die Immunreaktion gegen den Parasiten unterdrücken kann. Auf Grundlage dieser Forschung läuft derzeit eine klinische Studie zur Blockierung von IL-27 bei fortgeschrittenen soliden Tumoren.

Pascale Guiton, Mikrobiologin an der California State University in East Bay, sagt, Forscher könnten auf Elshekars Arbeit aufbauen, indem sie untersuchen, wie sich die gleiche Immunreaktion auch ohne Toxoplasma stimulieren lässt. Ein Hinweis, sagt er, sei, dass tote Parasiten diese Immunreaktion nicht hervorrufen. Dies lasse darauf schließen, dass die Reaktion eher durch ein vom Parasiten abgesondertes Protein als durch eines auf seiner Oberfläche ausgelöst werde.

Darüber hinaus sagte Buzik, dass die Untersuchung der Toxoplasma-Infektion aus krebsbiologischer Sicht von großer Bedeutung für die Entwicklung einer Therapie zur Hemmung von Immun-Checkpoints sei. „Es gibt viele von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassene Checkpoint-Inhibitor-Therapien, aber die Ärzte wissen nicht, warum sie bei den meisten Krebspatienten nicht wirken“, sagte Buzik. „Wenn Forscher herausfinden können, wie eine Toxoplasma-Infektion die durch Tumore verursachte Immunsuppression überwindet, finden sie möglicherweise neue Ideen zur Verbesserung der Checkpoint-Inhibitor-Therapien.“

Quelle: Global Science (ID: huanqiukexue)

Von Annie Melchor

Zusammengestellt von: Zheng Yuhong

Rezension: clefable

Referenzlinks:

https://www.the-scientist.com/news-opinion/turning-toxoplasma-against-cancer-69575

Die Bilder in diesem Artikel mit dem Wasserzeichen „Science Popularization China“ stammen alle aus der Copyright-Galerie. Der Nachdruck der Bilder ist nicht gestattet.