Grundlage für die neue Waffe gegen Krebs sind Impfviren, mit denen Kinder üblicherweise gegen Masern geimpft werden.Ob Grippe-, Herpes- oder Masern-Viren – eigentlich sind Viren unsere Feinde. Doch in der Krebstherapie könnten sie zukünftig zu Helfern werden. Denn Viren sind in der Lage, Krebszellen gezielt zu infizieren und zu zerstören. Wissenschaftler sprechen von Onkolyse. Der Trick: Die Viren werden so modifiziert, dass sie gezielt Krebszellen befallen. In den Krebszellen angekommen, vermehren sie sich nahezu ungebremst. Am Ende platzen die befallenen Tumorzellen und setzen massenhaft neu gebildete Viren im Tumor frei. „Hier haben wir es mit einem einzigartigen therapeutischen Verstärkermechanismus oder auch Dominoeffekt zu tun“, sagt Professor Dr. Christian Buchholz vom Paul-Ehrlich-Institut in Langen. Das Besondere: „Die Onkolyse funktioniert auch dann, wenn die Krebszellen auf keine der herkömmlichen Behandlungsmöglichkeiten wie Chemotherapeutika, Bestrahlung oder Antikörper mehr ansprechen“, beschreibt Professor Dr. Ulrich Lauer vom Universitätsklinikum Tübingen. Die beiden Wissenschaftler haben mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) optimierte onkolytische Masern-Impfviren erzeugt und eingehend präklinisch untersucht.

Gezielter Angriff auf Krebsstammzellen

Grundlage für die neuen onkolytischen Viren waren Impfviren, mit denen zweijährige Kinder üblicherweise gegen Masern geimpft werden. „Um die Wirkung der Viren gegen Krebszellen zu verstärken, haben wir sie umgebaut“, so Lauer. „Zunächst haben wir sie zusätzlich bewaffnet.“ Das heißt, in die Viren wurde ein zusätzliches Gen, ein sogenanntes Suizid-Gen, eingebaut. Dieses Gen zwingt die infizierten Krebszellen zum „biochemischen“ Selbstmord und verstärkt somit zusätzlich die direkt virusvermittelte Onkolyse. Eine große Herausforderung bei einer Virotherapie besteht darin, die Viren so umzubauen, dass sie gezielt nur Krebszellen, genauer Krebsstammzellen, und keine gesunden Körperzellen befallen und zerstören.

Tumoren bestehen in der Regel nicht aus einer einheitlichen Zellpopulation, bei der alle Zellen gleich empfindlich auf verschiedene Therapien ansprechen. Vielmehr wird vermutet, dass viele Tumortypen Krebsstammzellen enthalten. Diese sprechen in der Regel schlecht auf Chemo- und Strahlentherapie an und werden für die Entstehung von Metastasen verantwortlich gemacht. Das Zelloberflächenprotein CD133 wird derzeit als ein charakteristischer Marker dieser Krebsstammzellen diskutiert. „Wir haben unser Virus für den gezielten Angriff auf die Krebsstammzellen so modifiziert, dass es das Oberflächenprotein CD133 als Rezeptor für das Eindringen in die Zelle benötigt“, erklärt Buchholz. Die Forscher konnten nachweisen, dass das veränderte Virus in Zellgemischen tatsächlich nur Zellen mit dem Oberflächenprotein CD133 infiziert. In Zusammenarbeit mit Forschern des Deutschen Krebsforschungszentrums und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen in Heidelberg untersuchten sie anschließend die antitumorale Wirkung des neuen Virus in Mausmodellen für Gliom, Kolonkarzinom und Leberkrebs. Das Ergebnis: Durch die Gabe des zielgerichteten Virus wurde das Tumorwachstum deutlich reduziert, in einzelnen Fällen sogar komplett unterdrückt.

Bildquelle: Universitätsklinikum Tübingen

Wie sicher sind die modifizierten Masern-Impfviren?

Werden mit dem Angriff auf CD133-positive Zellen tatsächlich nur Krebszellen zerstört? Denn nicht nur Krebsstammzellen tragen den Oberflächenmarker CD133, sondern auch blutzellbildende, hämatopoetische Stammzellen. „Trotzdem wurden diese von den onkolytischen Masern-Viren nicht attackiert“, beschreibt Lauer die Ergebnisse. Der Grund hierfür ist nach Meinung der Experten die angeborene Immunität dieser Zellen, die sie vor einem Angriff durch Masern-Impfviren schützt. In vielen Tumorzelltypen ist diese Immunität defekt, sodass die Viren sich in ihnen ungehindert vervielfältigen können. „Nach unserem gegenwärtigen Kenntnisstand gehen wir davon aus, dass die modifizierten Viren genauso sicher sind wie die seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzte Impfung gegen Masern-Viren“, sagt Buchholz.

Elektronenmikroskopische Aufnahme von Krebszellen, die von dem Virotherapeutikum infiziert und zerstört werden. Bereits 24 Stunden nach Gabe der Masern-Impfviren finden sich in den Krebszellen Bereiche (mit Pfeilen markiert), in denen massenhaft neue Viruspartikel gebildet werden.Nun plant Lauer, die Wirksamkeit und Sicherheit der onkolytischen Masern-Impfviren in klinischen Studien zunächst bei Patientinnen und Patienten mit Lebertumoren zu prüfen. Andere Virotherapien werden bereits klinisch erprobt und zeigen Erfolg versprechende Ergebnisse. Eine dieser klinischen Studien wird bereits am Universitätsklinikum Tübingen durchgeführt. Hier behandelt Lauer seit April 2012 Patientinnen und Patienten, die an nicht operablem Bauchfellkrebs leiden, mit genetisch veränderten Pocken-Impfviren. Die Viren werden den Betroffenen dabei per Katheter direkt in die Bauchhöhle verabreicht. „So wollen wir erreichen, dass die Viren möglichst schnell zum Tumor gelangen“, so Lauer. Denn erkennt das Immunsystem die Viren als Eindringlinge, bevor sie die Tumorzellen infizieren, kann die Therapie nicht die gewünschte Wirkung zeigen. Buchholz: „Noch steht die Virotherapie in den Anfängen. Die Ergebnisse der Studien werden zeigen, ob sie unsere Erwartungen erfüllen kann.“

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Ulrich M. Lauer
Abteilung Innere Medizin I
Leiter der Forschergruppe „Virotherapie“
Universitätsklinikum Tübingen
Otfried-Müller-Straße 10
72076 Tübingen
Tel.: 07071 298-3190
Fax: 07071 29-46 86
E-Mail: Ulrich.Lauer@uni-tuebingen.de

Prof. Dr. Christian J. Buchholz
Leiter des Fachgebietes „Molekulare Biotechnologie und Gentherapie“
Paul-Ehrlich-Institut
63225 Langen
E-Mail: Christian.Buchholz@pei.de