Auf dem Weg zu einer Immuntherapie, die nur Tumore angreift

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Krebs
Immuntherapie

Dank einer am MIT und an der EPFL entwickelten Methode kann Krebs mittels Immuntherapie sehr zielgerichtet und ohne Toxizität bekämpft werden. Durch die Verwendung eines Nanopartikelgels können ausschliesslich die Abwehrzellen rund um den Tumor bewaffnet werden, ohne den restlichen Organismus zu belasten.

Bei der äusserst vielversprechenden und innovativen Immuntherapie wird die Immunabwehr der Patienten gestärkt, damit sie die Krebszellen angreift. Durch die Stimulierung der für das Immunsystem wichtigen T-Lymphozyten konnten bereits hervorragende Ergebnisse bei Leukämie und bestimmten Melanomen, einer häufigen Form von Hautkrebs, erzielt werden.

Diese Behandlungen sind jedoch für den Rest des Organismus toxisch und haben manchmal gravierende Nebenwirkungen.

«Mit ihrer Methode werden die Verteidigungskräfte des Körpers besser stimuliert, und das Medikament wirkt nur auf das Krebsgewebe ohne negative Auswirkungen auf den Organismus.»

 

Forscherinnen und Forscher haben nun ein Nanopartikelgel entwickelt, mit dem der genaue Zeitpunkt und Ort der Freisetzung von Medikamenten zur Stärkung der Abwehrzellen gesteuert werden kann. Mit ihrer Methode werden die Verteidigungskräfte des Körpers besser stimuliert, und das Medikament wirkt nur auf das Krebsgewebe ohne negative Auswirkungen auf den Organismus. Die zuerst am MIT und anschliessend teilweise an der Fakultät für Ingenieurwissenschaft und Technologie der EPFL durchgeführte Forschung wurde auf der Titelseite der Fachzeitschrift Nature Biotechnology vorgestellt. Die neue Technologie ist Gegenstand von zwei lizenzierten Patenten und wird demnächst von der Firma Torque mit Sitz in Cambridge, Massachusetts, an Patienten getestet.

 

Bewaffnung der Zellen, die den Organismus verteidigen

Unser Immunsystem besteht teilweise aus T-Zellen oder T-Lymphozyten, die im Kampf gegen Infektionen oder Viren sehr effizient sind. Im Fall von Krebs identifizieren sie zwar den Feind, können ihn aber nicht bekämpfen. Der Tumor macht sie unwirksam und hindert sie daran, sich zu vermehren, was zu ihrer Zerstörung führt. Die Immuntherapie bezweckt hauptsächlich die Aufrechterhaltung der Abwehrfunktion dieser Zellen.

Bei einer der Methoden werden T-Zellen des Patienten entnommen, verändert und dann wieder in den Organismus zurückgeführt, wodurch eine Armee entsteht, die den Krebs tötet. Forscherinnen und Forscher des MIT und der EPFL haben einen kleinen Rucksack für die Zelle geschaffen, der sich erst beim Kontakt mit dem Tumor öffnet. Dieser Rucksack besteht aus chemisch (durch Retikulation) miteinander verbundenen Zytokinmolekülen, die ein Nanogel bilden. Er wird mithilfe eines CD45-Antikörpers an der Zelle befestigt und öffnet sich erst, wenn die Zelle bestimmte Signale aussendet.

Die T-Zellen erkennen den Tumor dank Antigenen an der Oberfläche der Krebszellen. Anschliessend aktiviert die T-Zelle ihre Membranrezeptoren (TCR), was eine als Redox bezeichnete chemische Reaktion auslöst, die ihr unmittelbares Umfeld verändert. Der damit verbundene Elektronenaustausch führt zur Öffnung des Rucksacks und damit zur Abgabe hoher Dosen von Zytokinen an die T-Zelle. So werden die Funktionen der Zelle wieder hergestellt, und diese kann sich normal vervielfachen, um anschliessend den Krebs zu töten.

Keine Verkapselung und beispiellose Wirksamkeit beim Transport von Medikamenten

Diese Technik besitzt bedeutende Vorteile: Erstens ist kein Zwischenstoff für den Transport des Medikaments notwendig, weil der Rucksack selbst aus Zytokinsubstanzen besteht. So kann viel mehr Wirkstoff als mit den herkömmlichen Methoden freigesetzt werden. «Ein einziges Partikel enthält fast 100% Wirkstoff im Vergleich zu 10% im Fall der Verkapselung, mit dem Risiko, dass der Transportstoff mit dem Medikament in Konflikt gerät», erklärt Li Tang, Leiter des Labors für Biomaterialien für Immunengineering (LBI) an der EPFL und Hauptautor der Studie. Die anschliessende kontrollierte Zytokinfreisetzung ist ein einzigartiges Verfahren. «Das Medikament wird nur an die kranken Zellen abgegeben. Im gesunden Gewebe öffnet sich der Rucksack mit den Zytokinen nicht. An diesen Stellen gibt es folglich keine Nebenwirkungen.»

Seit 2017 sind bereits zwei Arten von T-Zellen-basierten Immuntherapien auf dem Markt und zeitigen schon hervorragende Ergebnisse bei der Behandlung von Leukämie und Lymphomen. Die Methode der Forscherinnen und Forscher könnte diese Behandlungen verbessern und bei verschiedenen Krebsarten eingesetzt werden.

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