Krebs: Pflanzenvirus als Therapieoption

Wie ein Virus metastasierende Krebsarten von der Lunge fernhalten könnte

Zahlreiche Krebsarten können Metastasen bilden. Vor allem Krebs, der sich auf die Lunge ausbreitet, gilt als besonders schwer zu behandeln und endet oft tödlich. Forschende aus den USA haben nun mit einem Pflanzenvirus eine experimentelle Behandlung entwickelt, die diese Ausbreitung bekämpft.

Mit einem Virus, das in bestimmten Pflanzen wächst, entwickelten Forschende von der University of California (UC) in San Diego eine neue Behandlung, die metastasierende Krebsarten von der Lunge fernhalten könnte. Die Therapie verlangsamte nicht nur das Tumorwachstum in der Lunge von Mäusen, sondern verhinderte oder minimierte auch drastisch die Ausbreitung dieser Krebsarten auf die Lungen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Science“ veröffentlicht.

Virus löst eine Immunantwort aus

Wie in einer Mitteilung der Universität erklärt wird, handelt es sich bei der Behandlung um eine körperliche Injektion eines Pflanzenvirus, das als Cowpea-Mosaikvirus (Cowpea: Augenbohne, auch Kuhbohne oder Schwarzaugenbohne genannt) bezeichnet wird.

Das Virus ist für Tiere und Menschen harmlos, wird aber als fremder Eindringling registriert und löst so eine Immunantwort aus, die den Körper bei der Krebsbekämpfung effektiver machen könnte.

Die Idee ist, das Pflanzenvirus zu verwenden, um das körpereigene Immunsystem zu unterstützen, Krebszellen in der Lunge zu erkennen und zu zerstören.

Der Erreger selbst ist in unserem Körper nicht infektiös, aber er hat all diese Gefahrensignale, die Immunzellen alarmieren, in den Angriffsmodus zu gehen und nach einem Krankheitserreger zu suchen, erklärt Nicole Steinmetz, Professorin für Nanoengineering an der UC San Diego.

Immunzellen helfen bei der Bekämpfung von Infektionen

Um diese Immunantwort auf Lungentumore zu erlangen, hat das Labor von Steinmetz Nanopartikel aus dem Augenbohnenmosaikvirus entwickelt, die auf ein Protein in der Lunge abzielen. Das Protein mit der Bezeichnung S100A9 wird von Immunzellen exprimiert und sezerniert, die bei der Bekämpfung von Infektionen in der Lunge helfen.

Und es gibt noch einen weiteren Grund, der das Team um Steinmetz motivierte, dieses Protein zu bekämpfen: Es wurde beobachtet, dass die Überexpression von S100A9 eine Rolle bei Tumorwachstum und -ausbreitung spielt.

„Damit unsere Immuntherapie bei Lungenmetastasen funktioniert, müssen wir unsere Nanopartikel gezielt auf die Lunge richten“, so die Wissenschaftlerin.

„Da diese Nanopartikel dazu neigen, sich in der Lunge anzusiedeln, können sie die Tumor-Mikroumgebung dort verändern, um Krebs besser abzuwehren – nicht nur etablierte Tumore, sondern auch zukünftige Tumoren“, erläutert Eric Chung, einer der Co-Erstautoren des Papiers ist.

Präventions- und Behandlungsstudien

Um die Nanopartikel herzustellen, züchteten die Forschenden im Labor Augenbohnenpflanzen, infizierten sie mit dem Augenbohnen-Mosaikvirus und ernteten das Virus in Form von kugelförmigen Nanopartikeln und befestigten auf S100A9 abzielende Moleküle an deren Oberflächen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führten sowohl Präventions- als auch Behandlungsstudien durch.

In den Präventionsstudien injizierten sie zunächst die Pflanzenvirus-Nanopartikel in den Blutkreislauf von gesunden Mäusen und injizierten diesen Tieren später entweder dreifach negative Brustkrebs- oder Melanomzellen. Behandelte Mäuse zeigten im Vergleich zu unbehandelten Mäusen eine deutliche Verringerung der Krebsausbreitung auf ihre Lunge.

In den Behandlungsstudien verabreichten die Forschenden die Nanopartikel Mäusen mit metastasierendem Tumor in der Lunge. Diese Tiere wiesen kleinere Lungentumore auf und überlebten länger als unbehandelte Mäuse.

Schutz vor Krebsmetastasen

Bemerkenswert an diesen Ergebnissen ist laut den Forscherinnen und Forschern, dass sie eine Wirksamkeit gegen extrem aggressive Krebszelllinien zeigen. „Und die Tatsache, dass wir dieses Maß an Prävention erreichen, ist wirklich, wirklich erstaunlich“, so Chung.

Steinmetz nimmt an, dass eine solche Behandlung besonders für Patientinnen und Patienten hilfreich sein könnte, nachdem ein Krebstumor entfernt wurde.

„Es ist nicht gedacht, dass die Injektion allen gegeben wird, um Lungentumoren zu verhindern. Sie würde vielmehr Patienten verabreicht werden, bei denen ein hohes Risiko besteht, dass ihre Tumore als metastasierende Erkrankung nachwachsen, die sich oft in der Lunge manifestiert. Dies würde ihrer Lunge Schutz vor Krebsmetastasen bieten“, sagt die Wissenschaftlerin.

Bevor die neue Behandlung dieses Stadium erreichen kann, müssen die Forschenden detailliertere Immuntoxizitäts- und Pharmakologiestudien durchführen. Zukünftige Studien werden auch untersuchen, die neue Methode mit anderen Behandlungen wie Chemotherapie, Checkpoint-Inhibitoren (Medikamente) oder Bestrahlung zu kombinieren. (ad)