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Eine revolutionäre Killerzellen-Krebstherapie aus Dresden

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Die allgemeine deutsche Bezeichnung „Krebs“, steht für eine Vielzahl von Tumoren und Geschwüren sowie für maligne Erkrankungen des blutbildenden Systems, z.B. Leukämien. Das Wort „Krebs“ ist aus dem Altgriechischen „karkinos“ abgeleitet und taucht als Bezeichnung für Geschwüre erstmals im Corpus Hippocraticum auf. Das ist eine Sammlung von mehr als 60 antiken medizinischen Texten, die zwischen dem 5. Jahrhundert v. Chr. und 2. Jahrhundert n. Chr. entstanden sind.
In einem gesunden menschlichen Organismus werden die verschiedenen Zelltypen, aus dem dieser aufgebaut ist, ständig neu gebildet und regeneriert und alte Zellen sterben ab. Unser Immunsystem überwacht diesen Vorgang praktisch und versucht ständig fehlgebildete Zellen aufzuspüren und zu bekämpfen. Doch nicht jedes Immunsystem ist dieser Aufgabe in ausreichendem Maße gewachsen. So kann es zur Vermehrung und Mutationen von fehlgebildeten, bösartigen Zellen kommen, die dann Tumore oder funktionsuntüchtige Blutzellen bilden, die wir umgangssprachlich als Krebs bezeichnen.
An den Ursachen für Krebsentstehung wird seit langem intensiv geforscht. Die auf diese Weise gewonnen Erkenntnisse werden genutzt, um Medikamente und Therapien zur Krebsbehandlung zu entwickeln. Viel ist auf diesem Gebiet in den vergangenen Jahrzehnten geleistet worden und dennoch sterben jährlich noch unzählige Menschen an dieser heimtückischen Krankheit, über die wie noch viel zu wenig wissen und trotz der intensiven Bemühungen viel zu wenig Heilmethoden haben.
Seit langem ist jedoch bekannt, das unser Immunsystem eine entscheidende Rolle bei der Krebsentstehung, -verhinderung und auch der -bekämpfung spielt. In diese Richtung forschen zahlreiche Einrichtungen auf der ganzen Welt.

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Einem Forscherteam der Technischen Universität Dresden, um den Medizin-Professor Gerhard Ehninger und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf um den Immunologie-Professor Michael Bachmann, ist auf diesem Gebiet ein sensationeller Durchbruch gelungen. Durch Gen-Manipulationen konnten Killerzellen geschaffen, die den Krebs bekämpfen. Dazu werden den Krebspatienten aus ihrem Blut Immunzellen entnommen, die man genetisch verändert. Zur Therapie werden dann etwas 100 Millionen solcher manipulierten Immunzellen zurück in den Blutkreislauf gegeben. Diese befinden sich jedoch zunächst im Ruhemodus. Erst nach Zugabe eines Eiweiß-Präparates, das zugeschnitten ist auf die entsprechende Krebsart, werden die Schläfer-Zellen aktiviert und werden zu Killerzellen, die die Tumorzellen angreifen. Mit der Aktivierung durch die Infusion erhalten die Immunzellen sowohl die Adresse der Krebszellen und zudem auch die Anleitung zu deren Vernichtung. Durch diesen Gen-Trick können selbst versteckte Krebszellen aufgespürt und etwa 1.000-fach effektiver vernichtet werden als auf herkömmliche Weise.
Nachdem die Killerzellen ihren Auftrag erfüllt und die Tumorzellen vernichtet haben, werden sie deaktiviert, doch die krebstötenden Immunzellen verbleiben im Körper. Das Revolutionäre an dieser neuen Dresdner Heilmethode: Durch eine Infusion lassen sich die Killerzellen jederzeit wieder aktivieren, falls erneut Metastasen auftreten oder sogar, wenn neue Krebsarten gebildet werden sollten. Dann sind nur die Schlüsselinformationen für die Killerzellen andere. Erst dieser Ein-Aus-Schalter macht die Therapie für die Patienten tauglich und besonders verträglich aber auch wirksam und stellt zudem den weltweiten Vorsprung der Dresdener Forschung dar.
Die Dresdner Forscher werden ab 2017 die ersten zwölf Patienten in ihrem Universitätsklinikum behandeln. Es werden Leukämie-Patienten sein, für die eine andere Therapie keine Chance bieten würde. 2018 sollen dann weitere 100 – 1000 Patienten in Europa und den USA folgen. Ab 2020, so das Ziel der Wissenschaftler, könnte die allgemeine Zulassung für diese neue Therapie erteilt werden und das auch für weitere Krebsarten, insbesondere für solche, für die es bisher kaum erfolgversprechende Therapien gibt.
Wie mitgeteilt wurde, haben sich im Umfeld der Forscher bereits zwei neue Firmen in Dresden gegründet – Cellex und Gemoab – in denen 21 Wissenschaftler und Laboranten arbeiten.
Gute Aussichten also für Krebspatienten, denen bisher kaum geholfen werden konnte – und das in einem überschaubaren Zeitraum.




Krebszellen erkennen – bevor sie Metastasen ausbilden

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Bisher war es schwierig, Krebszellen im Blut nachzuweisen. Auf eine solche Zelle kommen etwa geschätzt eine Milliarde gesunde Zellen – die Nadel im Heuhaufen. Dennoch ist es von sehr großer Bedeutung die Anzahl der Krebszellen festzustellen und diese möglichst zu isolieren. Viele bereits erkannte Tumore streuen auch: Dabei wandern einzelne Krebszellen eine Zeit lang mit dem Blutstrom durch den Körper, bevor sie sich in neuem Gewebe einnisten. So können neue Metastasen entstehen, selbst nachdem der Haupttumor erfolgreich bekämpft wurde.

Forscher des Karlsruher Institutes für Technologie (KIT) und des Münsterschen Zentrums für Nanotechnologie (CeNTech) haben nun in Kooperation mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) ein klinisches Verfahren entwickelt, mit dem sie einzelne Krebszellen in Blutproben sicher nachweisen und isolieren können. Der besondere Nutzen der neuen Nachweis-Technologie liegt darin, das die Anzahl der herausgefilterten Tumorzellen Auskunft darüber gibt, ob eine Therapie erfolgreich war. Zudem lassen sich aus diesem Nachweis Rückschlüsse auf den zukünftigen Krankheitsverlauf ableiten. Zusätzlich gestattet die genetische Analyse der isolierten Krebszellen die Ableitung maßgeschneiderter Therapien für die jeweilige Krebsart.

„Mit unserer Methode erzielen wir eine sehr hohe Trefferquote: Über 85 Prozent der ausgefilterten Zellen sind tatsächlich Krebszellen, zudem können wir die verdächtigen Zellen unbeschadet entnehmen und näher untersuchen“, so Michael Hirtz, dessen Forschungsgruppe am Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT entscheidend an der Entwicklung beteiligt war. Die entsprechenden Tests mit Patientenblut führen Forscher um Klaus Pantel am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf durch. Darüber hinaus soll das Verfahren auf alle Anwendungsfälle übertragbar sein, in denen es darum geht, seltene, in Blut oder anderen Körperflüssigkeiten zirkulierende, Zellen zu isolieren.

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Das Herzstück der neuen Methodik bildet ein modernes molekularbiologisches Untersuchungssystem (Mikroarray), das parallele Analyse von mehreren tausend Einzelnachweisen in einer geringen Menge biologischen Probenmaterials erlaubt. Diese Mikroarrays werden umgangssprachlich auch als Gen- oder Biochips bezeichnet. Die Forscher erstellen dazu eine Art Andockstation für die Krebszellen. Dazu setzen sie die „Polymer Pen Lithografie“ ein, indem mit einem Kunststoffstempel mikroskopisch kleine Oberflächenstrukturen in Schlossform geschaffen werden. Die zu untersuchende Blutprobe wird dann durch einen flachen Mikrokanal geleitet, der über die Andockstation hinwegfließt. Damit möglichst viele Zellen mit dem Array-System in Berührung kommen, verwirbelt eine fischgrätenartige Struktur an der Decke des Mikrokanals die vorbeiströmende Flüssigkeit ständig. „Während die Tumorzellen an den präparierten Stellen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip andocken, werden die übrigen Zellen einfach vorbeigespült“, erklärt Hirtz das Prinzip. Um die Arrays – also die Schlösse – nicht für jede Anwendung austauschen zu müssen, geben die Wissenschaftler allen Zielstellen eine Art Generalschlüssel mit: das Vitamin Biotin. Dieses wird zuvor über spezielle Antikörper an die Oberflächen der Zielzellen gekoppelt.

Wie das KIT informiert, ist das Verfahren noch in der Entwicklung und daher nicht volloptimiert. „Dennoch ist es zum Teil jetzt schon nachweisempfindlicher als die bekannten Standardmethoden. Darüber hinaus erleichtert es die medizinische Feindiagnose der Zellen“, unterstreicht Harald Fuchs, Abteilungsleiter am Institut für Nanotechnologie. Die Forscher arbeiten nun an einem, in der Klinik einsetzbaren, Prototypen des Testgerätes. Dabei erhalten sie Unterstützung vom Europäischen Forschungsrat über das Förderprogramm „Proof of Concept“.