Impfung mit Stammzellen hemmt Krebswachstum

Stanford (USA) - Haut- oder Blutzellen lassen sich im Labor so reprogrammieren, dass sie Eigenschaften von embryonalen Stammzellen annehmen. Diese sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) haben wie Krebszellen die Fähigkeit, sich unbegrenzt zu vermehren. Doch nicht nur in dieser Hinsicht ähneln sich die beiden Zelltypen stark: Auch ihre Oberflächenstrukturen weisen viele Gemeinsamkeiten auf, wie amerikanische Forscher jetzt für Zellen von Mäusen und Menschen zeigen konnten. Indem sie abgetötete iPS-Zellen in Mäuse injizierten, lösten sie Immunreaktionen gegen Krebszellen aus, so dass das Wachstum später transplantierter Tumoren gehemmt wurde. Daher wäre eine Krebsschutzimpfung denkbar oder eine Immuntherapie, die ein wiederkehrendes Krebswachstum nach einer Behandlung verhindert, schreiben die Mediziner im Fachblatt „Cell Stem Cell“.

„Wenn sich unsere Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, könnten iPS-Zellen eines Tages tatsächlich als patientenspezifischer Krebsimpfstoff dienen“, sagt Joseph Wu von der Stanford University, der Leiter des Forscherteams. Krebszellen können sich nur dann vermehren, wenn sie vom Immunsystem nicht erkannt und bekämpft werden. Das Prinzip einer Immuntherapie gegen Krebs besteht allgemein darin, eine gezielt gegen die Krebszellen gerichtete Immunabwehr auszulösen oder zu verstärken. Um dieses Ziel zu erreichen, untersuchten die Forscher bei Mäusen, ob sich iPS-Zellen als Impfstoff eignen. Eine vorherige Bestrahlung der iPS-Zellen hinderte diese daran, sich im Körper der geimpften Maus zu vermehren.

Viermal im Abstand von jeweils einer Woche wurden den Mäusen die aus ihren eigenen Körperzellen erzeugten – und damit genetisch identischen – iPS-Zellen injiziert. Dann verpflanzten die Mediziner Brustkrebszellen in diese und in unbehandelte Tiere. Nach einer Woche hatten sich in allen Fällen Tumore entwickelt. Diese vergrößerten sich in der Kontrollgruppe immer weiter, während sie bei 70 Prozent der geimpften Mäuse schrumpften. Zwei von zehn Tieren eliminierten ihren Tumor völlig und waren auch nach einem Jahr noch krebsfrei. Ähnliche Ergebnisse ergaben sich bei der Transplantation von Lungen- oder Hautkrebszellen.

Die Krebsabwehr beruhte auf speziellen T-Zellen des Immunsystems. Das bewiesen die Forscher, indem sie T-Zellen von geimpften Tieren auf nicht geimpfte übertrugen, wodurch diese ebenfalls die Fähigkeit erlangten, das Wachstum transplantierter Krebszellen zu hemmen. Offenbar erkennen die T-Zellen Strukturen auf der Oberfläche von iPS-Zellen, die auch auf Krebszellen vorhanden sind und als Antigen wirken. Bei Mäusen, denen ein größerer Tumor chirurgisch entfernt worden war, hatte eine anschließende Impfung mit iPS-Zellen ebenfalls Erfolg: Die Behandlung verhinderte, dass die im Körper verbliebenen Krebszellen ein erneutes Tumorwachstum bewirkten. Die Injektion von iPS-Zellen präsentiere dem Immunsystem eine größere, nicht genau bekannte Zahl an Tumorantigenen gleichzeitig, betont Wu. Dadurch würden unterschiedliche Typen von T-Zellen aktiviert, gegen die sich die Krebszellen nicht mehr schützen können. Gegen einen bereits voll entwickelten Tumor ist die Krebsimpfung nicht oder nicht ausreichend wirksam, da der Tumor dann bereits effektive Abwehrmechanismen entwickelt hat.

Weitere Arbeiten sollen nun prüfen, ob das menschliche Immunsystem genauso auf eine Impfung mit iPS-Zellen reagiert. Ist das der Fall, wäre eine prophylaktische Immunisierung gegen Krebs möglich. „Das Konzept ist an sich ganz einfach“, sagt Wu. „Wir würden Blut entnehmen, iPS-Zellen herstellen und diese dann injizieren, um zukünftige Krebserkrankungen zu verhindern.“ Die Impfung könnte aber auch als Nachbehandlung im Anschluss an eine chirurgische Entfernung des Tumors oder eine Chemo- oder Strahlentherapie mit dem Ziel eingesetzt werden, ein erneutes Krebswachstum oder die Entwicklung von Metastasen zu blockieren. Es sei durchaus praktikabel, so die Autoren, schon in wenigen Wochen nach einer Krebsdiagnose iPS-Zellen eines Patienten herzustellen, die dann nach der Standardbehandlung in einer personalisierten Zusatztherapie zum Einsatz kämen.