Tumorgewebe, das einst als steril galt, beherbergt tatsächlich eine Vielzahl von Mikroorganismen. Die Rolle dieser Mikrobiota bei der Krebsentstehung und dem Tumorwachstum ist noch nicht vollständig erforscht. In einem aktuellen Review gaben chinesische Wissenschaftler einen Überblick über die derzeitigen Kenntnisse und diskutierten mögliche zukünftige Behandlungsansätze.
Theorien zum Ursprung
Mikroorganismen können auf drei Wegen in Tumore gelangen:
- Invasion der Schleimhautbarriere: Mikroorganismen dringen durch geschädigte Schleimhäute in den Tumor ein.
- Invasion angrenzender Gewebe: Mikroorganismen können in benachbarte, nicht mit Schleimhaut ausgekleidete Organe einwandern. Ein Indiz hierfür ist die Ähnlichkeit der Mikrobiomgemeinschaften zwischen dem Tumor und dem umliegenden gesunden Gewebe.
- Hämatogene Invasionen: Mikroorganismen aus Organen wie der Mundhöhle oder dem Darm können über das Blut zum Tumor transportiert werden und ihn besiedeln.
Mikrobiota und Onkogenese
Die Struktur und Zusammensetzung der intratumoralen Mikrobenpopulation variiert je nach Krebsart, Subtyp und Krebsstadium.
Es gibt sechs denkbare Mechanismen, wie die intratumorale Mikrobiota die Entstehung und das Fortschreiten von Krebs beeinflussen könnte.
- Genominstabilität und -mutation: dass Onkoviren Krebs auslösen, indem sie ihr genetisches Material in das Chromosom des Wirtes integrieren und so genetische Mutationen hervorrufen. Beispiele hierfür sind Humane Papillomaviren (HPV), die in Gebärmutterhals- und Kopf-Hals-Krebs involviert sind, sowie Hepatitis-B-Viren (HBV), die bei der Entstehung von Leberkrebs eine Rolle spielen. Krebserzeugende Bakterien, wie pks-positive Escherichia coli (E. coli), produzieren Toxine, die zu DNA-Schäden führen.
- Epigenetische Modifikation: Epigenetische Mechanismen können dazu führen, dass Tumorsuppressorgene gehemmt und Onkogene aktiviert werden. Zudem sind Bakterien in der Lage, dem Immunsystem des Wirts zu entgehen, indem sie spezifische epigenetische Veränderungen auslösen.
- Chronische Entzündung: Anhaltende chronische Entzündungen korrelieren mit dem Fortschreiten der meisten Krebsarten.
- Immunumgehung: "Die Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen und ihrem Wirt spielt eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung der Immunhomöostase. Intratumorale Mikroben können der Immunreaktion entkommen und die Tumorentwicklung beeinflussen, indem sie eine immunsuppressive Umgebung fördern und Immunzellen inaktivieren.
- Stoffwechselregulation: Durch das Mikrobiom verursachte Veränderungen im menschlichen Stoffwechsel können Stoffwechselerkrankungen und Krebsarten fördern.
- Aktivierung der Invasion und Metastasierung: Intratumorale Mikroorganismen können Krebszellen verändern, so dass diese in einer für sie ungünstigen Umgebung besser überleben können. Die intratumorale Mikrobiota könnte zudem eine Mikroumgebung schaffen, die die Krebsmetastasierung begünstigt.
Intratumorale Mikrobiota und Prognos
Die Mikrobiota-Zusammensetzung variiert zwischen Tumoren und gesundem Gewebe sowie abhängig vom Tumorstadium. Aus diesen Unterschieden könnten sich Methoden für die Frühdiagnose und prognostische Bewertung von Krebserkrankungen entwickeln. Allerdings ist weitere Forschung und Validierung erforderlich, um das Mikrobiom als verlässlichen prognostischen Faktor zu etablieren.
Intratumorale Mikrobiota in der Krebstherapie
Wenn Mikroorganismen direkt zur Tumorentstehung beitragen, könnten zielgerichtete Medikamente gegen diese Erreger sowohl zur Krebsprävention als auch zur Unterstützung der Krebstherapie eingesetzt werden. Bereits existierende Beispiele hierfür sind der Einsatz von Vierfachantibiotika zur Vorbeugung und Behandlung von durch H. pylori verursachten Tumoren, direkte antivirale Medikamente gegen HCV sowie Impfungen gegen HPV und HBV zur Prävention von Gebärmutterhalskrebs, Kopf-Hals-Tumoren und Leberkrebs
Mikrobielle Intervention im Rahmen der Immuntherapie
Das gezielte Bekämpfen der pathogenen Mikrobiota innerhalb von Tumoren könnte einen Ansatz für präzise Krebstherapien und die Prävention von Rezidiven darstellen. Statt Mikroorganismen direkt anzugreifen, besteht auch die Möglichkeit, sie für therapeutische Zwecke zu manipulieren. Ansätze wie die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT), die Verabreichung von Probiotika und der Einsatz von Antibiotika sind Beispiele für diese Strategie.
Systemische Antibiotika bekämpfen allerdings nicht nur die Tumormikrobiota, sondern stören auch das Darmmikrobiom. Zellmembrandurchdringende Antibiotika wie Doxycyclin und Nanoantibiotika sowie Bakteriophagen können schädliche Mikroben in Tumoren gezielt angreifen.
Gentechnisch veränderte Bakterien könnten antitumoral wirken, indem sie beispielsweise Prodrug-Converting-Enzyme produzieren, kontrolliert zytotoxische Wirkstoffe exprimieren oder Immunantworten stimulieren.
Onkolytische Viren können fehlregulierte Signalwege in Tumorzellen ausnutzen, um Zelllyse und Zelltod herbeizuführen oder die Blutversorgung der Tumoren zu stören, was das Wachstum der Krebszellen beeinträchtigt. Darüber hinaus haben sie das Potenzial, Tumore und Immunzellen so zu modifizieren, dass sie für Immuntherapien empfänglicher werden.
Fazit
Die Erforschung der Rolle der intratumoralen Mikrobiota in der Entstehung und Progression von Tumoren befindet sich noch in einem frühen Stadium. Zukünftige Studien sollten auf standardisierten Protokollen basieren, um die Vergleichbarkeit und Bewertung der Ergebnisse zu verbessern. Dies würde eine valide Grundlage für die Entwicklung innovativer Therapieansätze bieten.
