Erstmals onkolytische Viren zum gezielten Angriff auf Krebsstammzellen erzeugt

Tumoren bestehen in der Regel nicht aus einer homogenen Zellpopulation, bei der alle Zellen gleich empfindlich auf die verschiedenen Therapien ansprechen. Vielmehr wird vermutet, dass viele Tumortypen Krebsstammzellen enthalten. Diese sprechen auf Chemo- und Strahlentherapie in der Regel schlecht an und werden für die Entstehung von Metastasen verantwortlich gemacht. Intensiv wird daher nach Möglichkeiten gesucht, diese auch als tumorinitiierende Zellen bezeichneten Zellen zu identifizieren und zu eliminieren.

Das Zelloberflächenprotein CD133 wird derzeit als ein charakteristischer Marker solcher Krebsstammzellen diskutiert. Forscher um Professor Christian Buchholz vom Paul-Ehrlich-Institut in Langen haben ein abgeschwächtes und dadurch ungefährliches Masernvirus, das als Impfvirus eingesetzt wird, für den gezielten Angriff auf die Krebsstammzellen modifiziert: Sie veränderten es so, dass es das Oberflächenprotein CD133 als Rezeptor für das Eindringen in die Zelle benötigt. Die Forscher konnten nachweisen, dass das veränderte Virus in Zellgemischen tatsächlich nur Zellen mit diesem Oberflächenprotein infiziert.

Im nächsten Schritt prüften sie in Zusammenarbeit mit Forschern um Professor Hanno Glimm vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und dem Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) und um Frau Professor Christel Herold-Mende von der Universität Heidelberg die antitumorale Wirksamkeit ihres zielgerichteten Virus. Dafür setzten sie Mausmodelle für Gliom, Kolonkarzinom und Leberkrebs ein. „Das modifizierte Virus zeigte in allen untersuchten Tiermodellen eine ausgeprägte antitumorale Aktivität – das Tumorwachstum wurde deutlich reduziert oder in einzelnen Fällen sogar komplett unterdrückt“, berichtet Hanno Glimm. Die Forscher verglichen die Wirksamkeit ihres modifizierten onkolytischen Masernvirus mit der Wirksamkeit eines onkolytischen Masernvirus, das derzeit in klinischen Studien untersucht wird und keine Spezifität für Subtypen von Tumorzellen aufweist. „Wir waren überrascht, dass das CD133-spezifische Virus eine mindestens ebenso gute antitumorale Wirksamkeit aufwies wie das Standardvirus. Im Leberkrebsmodell war es sogar deutlich überlegen und führte zu einer vollständigen Rückbildung des Tumors“, berichtet Buchholz. In weiteren Untersuchungen wollen die Forscher herausfinden, warum sich ihre Viren im Tiermodell wirksamer im Kampf gegen Tumoren erwiesen haben als herkömmliche onkolytische Viren, die alle Tumorzellsubtypen angreifen sollten.

Werden mit dem Angriff auf CD133-positive Zellen tatsächlich nur Krebszellen adressiert? Denn nicht nur Krebsstammzellen tragen den Oberflächenmarker CD133, sondern auch blutzellbildende (hämatopoetische) Stammzellen. Trotzdem wurden diese von den onkolytischen Masernviren nicht attackiert. Der Grund hierfür ist die angeborene Immunität dieser Zellen, die sie vor einem Angriff durch Masernviren schützt. In vielen Tumorzelltypen ist diese Immunität defekt, sodass das Virus sich in ihnen ungehindert vervielfältigen kann.

Ein Vorteil des Einsatzes dieser onkolytischen Viren in der Krebstherapie ist ihr Verstärkermechanismus: Die infizierte Zelle produziert neue Viruspartikel, die sich bei der Lyse der Zelle weiter ausbreiten und weitere Tumorzellen aufspüren können.

Originalpublikation: Bach P, Abel T, Hoffmann C, Gal Z, Braun G, Voelker I, Ball CR, Johnston ICD, Lauer UM, Herold-Mende C, Mühlebach MD, Glimm H, and Buchholz CJ: Specific elimination of CD133+ tumor cells with targeted oncolytic measles virus (doi: 10.1158/0008-5472)