Robert Klatt
Krebs tötet etwa 9,7 Millionen Menschen pro Jahr. Ein neuer Impfstoff auf Basis von Nanopartikeln aktiviert das Immunsystem und sorgt dafür, dass die T-Zellen Krebszellen wirksamer erkennen und bekämpfen können. Das Wachstum und die Ausbreitung von Krebs werden dadurch verhindert.
Amherst (U.S.A.). Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben etwa 9,7 Millionen Menschen pro Jahr an Krebs. Forscher der University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst) haben nun einen Nanopartikel-basierten Impfstoff vorgestellt, der das Wachstum und die Ausbreitung von aggressivem Krebs verhindern kann. In den Versuchen mit Mäusen war die Impfung hochwirksam gegen Melanom-, Bauchspeicheldrüsen- und dreifach negativen Brustkrebs. In vielen Fällen hat sie die tödliche Ausbreitung der Krankheit (Metastasierung) komplett unterbunden.
„Indem wir diese Nanopartikel so konstruieren, dass sie das Immunsystem über mehrere Signalwege aktivieren und gleichzeitig krebsspezifische Antigene präsentieren, können wir das Tumorwachstum mit bemerkenswerten Überlebensraten verhindern.“
Die Forscher haben in früheren Studien bereits festgestellt, dass Nanopartikel bei Mäusen bestehende Tumore verkleinern oder beseitigen können. Die neue Studie hat untersucht, ob die Partikel als Impfung auch präventiv Krebs verhindern können. Dazu haben die Wissenschaftler die Nanopartikel mit Melanom-Peptiden, also Antigenen gegen bestimmte Krebszellen, kombiniert. Die Kombination aus den Nanopartikeln und den Antigenen aktiviert im Körper Immunzellen, die Krebszellen erkennen und bekämpfen.
Um die Wirkung der Impfung zu untersuchen, haben die Forscher den Mäusen drei Wochen danach Melanomzellen injiziert. Die ungeimpften Tiere haben nach 35 Tagen Tumore entwickelt und sind anschließend gestorben. Bei den meisten geimpften Mäusen (80 %) entwickelte sich während der 250 Tage andauernden Studie hingegen kein Tumor.
Die Wissenschaftler haben zudem untersucht, ob der Impfstoff die Ausbreitung von Lungenkrebs verhindern kann. Dazu haben sie Mäuse im ganzen Körper mit Melanomzellen konfrontiert. Die geimpften Tiere haben keine Lungentumore entwickelt, während es bei den ungeimpften Mäusen zu Metastasen kam.
„Metastasen sind nach wie vor die größte Hürde in der Krebsbekämpfung. Die überwiegende Mehrheit der Todesfälle durch Krebs ist auf Metastasen zurückzuführen, insbesondere bei schwer zugänglichen Krebsarten wie Melanom oder Bauchspeicheldrüsenkrebs.“
Wie die Forscher erklären, basiert die hohe Wirksamkeit auf einer Gedächtnisbildung des Immunsystems.
„Das ist einer der größten Vorteile der Immuntherapie. Dieses Gedächtnis bleibt nicht nur lokal erhalten, sondern im gesamten Körper. Das Immunsystem arbeitet über die gesamte Geographie des Organismus hinweg.“
Die Forscher haben anschließend einen Impfstoff erprobt, der auf abgetöteten Krebszellen aus Tumorgewebe (Tumorlysate) anstatt auf spezifischen Antigenen basiert. Die mit dem Impfstoff behandelten Tiere wurden entweder Hautkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs oder dreifach negativem Brustkrebs ausgesetzt.
Die meisten geimpften Tiere haben ihren Bauchkrebstumor (88 %), Brustkrebstumor (75 %) und Hautkrebstumor (69 %) komplett abgestoßen. Zudem kam es bei den tumorfreien Mäusen auch durch die anschließende systemische Exposition mit Krebszellen zu keinen Tumoren. Laut den Forschern ist dies ein deutlicher Hinweis darauf, dass der Impfstoff dauerhaft vor Krebs schützt.
„Die tumorspezifischen T-Zell-Antworten, die wir erzeugen können, sind der eigentliche Schlüssel zu diesem Überlebensvorteil. Diese Formulierung führt zu einer intensiven Aktivierung des Immunsystems. Sie bewirkt, dass angeborene Immunzellen Antigene präsentieren und tumorabtötende T-Zellen anregen.“
Laut der Studie kommt es zu der ungewöhnlich starken Reaktion des Immunsystems, weil die Nanopartikel einen speziellen Aufbau besitzen. Impfstoffe bestehen aus einem Antigen, mit dem das Immunsystem trainiert wird, und einem Adjuvans, das die Immunreaktion anregt, damit der Körper den Krankheitserreger erkennt und bekämpft.
Der neue Krebsimpfstoff der UMass Amherst erzeugt mehrere Gefahrensignale über verschiedene Pfade, damit das Immunsystem eine starke Abwehrreaktion auslöst. Weil viele Adjuvanzien nicht miteinander kombiniert werden können, um mehrere Immunreaktionen parallel auszulösen, haben die Forscher lipidbasierte Nanopartikel entwickelt. Diese setzen unterschiedliche Adjuvanzien gleichzeitig frei und aktivieren dadurch das Immunsystem auf mehrere Arten.
„In den letzten Jahren haben wir verstanden, wie entscheidend die Wahl des Adjuvans. Es liefert das zweite Signal, das für die korrekte Aktivierung von T- und B-Zellen erforderlich ist.“
Laut den Wissenschaftlern können die lipidbasierten Nanopartikel als Basis für neue Krebstherapien dienen, darunter sowohl präventive als auch therapeutische Therapien. Es ist denkbar, dass Menschen mit einem hohen Krebsrisiko die Impfung erhalten, um bei ihnen Krebs von vornherein zu verhindern. Die Forscher haben bereits das Start-up NanoVax Therapeutics gegründet, um den Impfstoff weiter zu erforschen und auf den Markt zu bringen.
„Die Kerntechnologie unseres Unternehmens basiert genau auf diesen Nanopartikeln und dem entsprechenden Therapieansatz Das ist die Plattform, die Prabhani entwickelt hat. Mit dem Start-up können wir die praktische Umsetzung vorantreiben mit dem Ziel, das Leben von Patienten zu verbessern.“
Quellen:
Daten zur Krebssterblichkeit der Weltgesundheitsorganisation (WHO)
Pressemitteilung der University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst)
Studie im Fachmagazin Cell Reports Medicine, doi: 10.1016/j.xcrm.2025.102415
