Prisma

Bakterien als Tumordiagnostika

Orale Einnahme, Nachweis im Urin

cae | Metastasen in der Leber bedeuten fast immer ein Todesurteil, weil sie zu spät entdeckt werden, um sie noch entfernen zu können. Eine bei Mäusen erfolgreich getestete Diagnosemethode könnte hier Abhilfe schaffen.
Foto: fergregory – Fotolia.com

Glühwürmchen leuchten dank Luciferin. Ihr Leuchtstoff könnte künftig Metastasen in der Leber anzeigen.

Insbesondere Kolonkarzinome, die chirurgisch meist gut therapierbar sind, bilden Metastasen in der Leber und verursachen auf diesem Umweg den Tod der Patienten. Lebermetastasen lassen sich derzeit erst diagnostizieren, wenn sie einen Durchmesser von etwa 1 cm aufweisen – zu spät für eine kurative Therapie. Nun haben Forscher in den USA einen auf dem Prinzip der Bioluminiszenz beruhenden Test auf Lebermetastasen erfolgreich bei Mäusen getestet.

Als Testsubstanz wurde den Mäusen das Galactosid von Luciferin, dem Leuchtstoff von Glühwürmchen, injiziert. Diese Verbindung ist bereits heute kommerziell erhältlich (VivoGlo™ Luciferin-β-Galactosidase Substrate). Zugleich wurde den Mäusen das in Probiotika enthaltene Bakterium E. coli Nissle 1917 in einer gentechnisch veränderten Form, die das Gen lacZ aufweist und deshalb Galactosidase synthetisiert, oral verabreicht. Dieses harmlose E. coli wurde im Dünndarm teilweise resorbiert und gelangte dann über die Pfortader in die Leber, wo es sich bei Mäusen mit Lebermetastasen selektiv im Tumorgewebe anreicherte (Konzentration 106 -fach). Denn in den nekrotischen Kern von Tumoren oder Metastasen dringen keine Immunzellen vor, sodass Bakterien sich dort gut vermehren können, während sie im Blut und anderen Geweben zerstört werden. Dieser Schutzmechanismus tritt bereits ein, wenn das Tumorgewebe erst einen Durchmesser von etwa 1 mm hat.

Mäuse (wie Menschen) besitzen zwar im Dünndarm das den Milchzucker spaltende Enzym Lactase, aber keine Galactosidasen im Blut und in den ­Geweben, sodass sie Galactoside dort nicht metabolisieren können. Deshalb spalteten in dem Tierversuch nur die Mäuse mit Lebermetastasen das ihnen injizierte Luciferin-galactosid, denn nur sie beherbergten in der Leber eine große Menge gentechnisch veränderter E. coli mit dem Gen lacZ. Diese Mäuse schieden das Luciferin unverändert im Urin aus, wo es aufgrund seiner Biolumineszenz schon auf den ersten Blick den Nachweis der Lebermetastasen ­erbrachte. Die Forscher wollen diesen Test nun für die Anwendung am Menschen weiter­entwickeln. |

Quelle: Danino T, et al. Programmable probio­tics for detection of cancer in urine. Sci Transl Med 2015;7(289):ra84

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