Tests vielversprechend

Genetisch veränderte Bakterien spüren Krebs auf

Mikroskopische Aufnahme von manipulierten Bakterien, die grün leuchten, nachdem sie Tumor-DNA entdeckt haben

(Bild: University of Adelaide/Susan Woods)

Genetisch veränderte Bakterien können als Biosensoren dienen und im Körper Krebserkrankungen aufspüren. Das haben Forscher in Bezug auf Darmkrebs bei Versuchen an Zellkulturen und Mäusen herausgefunden. Noch sei das Verfahren aber weit von einem klinischen Einsatz entfernt, heißt es.

Das Verfahren basiert auf dem sogenannten horizontalen Gentransfer, der bei Bakterien verbreitet ist. Dabei erhalten die Erreger Erbgut nicht nur im Rahmen ihrer Vermehrung, sondern nehmen auch DNA-Sequenzen aus ihrer unmittelbaren Umgebung auf. Das ist insofern wichtig, als Tumore Erbgut-Schnipsel an ihre Umgebung abgeben.

Für seine Studie nutzte ein Forscherteam um Susan Woods von der University of Adelaide und Jeff Hasty von der University of California in San Diego ein Bakterium namens Acinetobacter baylyi, das für seine Fähigkeit bekannt ist, Erbgut von außen aufzunehmen.

Bakterium mittels Genschere verändert
Mit der Genschere CRISPR/Cas veränderte die Wissenschaftler das Bakterium so, dass es auf zirkulierende Dna (Erbgut, Anm.) reagiert, die eine Mutation eines Krebsgens namens KRAS (eine Abkürzung für Kirsten Rat Sarcoma, Anm.) enthält. Diese KRAS-Varianten sind häufig an der Entstehung von Darmkrebs und von vielen anderen Tumoren beteiligt.

„Als wir vor vier Jahren mit dem Projekt anfingen, war nicht einmal sicher, ob es überhaupt möglich war, Bakterien als Sensor für Säugetier-DNA zu nutzen“, wird Hasty in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. Das Verfahren mit der Bezeichnung CATCH (Cellular Assay for Targeted Crispr-discriminated Horizontal gene transfer) soll dafür sorgen, dass Bakterien solche DNA direkt vor Ort aufnehmen und mit Sequenzen bestimmter Krebsgene abgleichen.

Darmkrebs bei Mäusen zuverlässig erkannt
Wenn die Bakterien nicht auf das Krebsgen KRASG12D stoßen, sterben sie durch ein Antibiotikum ab, das sie bilden. Ist das Gen aber vorhanden, wird ein Resistenzmechanismus aktiviert und die Mikroorganismen können sich vermehren. Bei Tests an Mäusen habe die Sensor-Bakterien die Darmtumore zuverlässig erkannt, so die Forscher.

Derzeit sei die CATCH-Technologie aber noch beschränkt auf bestimmte Sequenzen, daher sei „die Krebserkennung auf Hotspot-Mutationen wie KRASG12D begrenzt“, schreiben die Forscher im Journal „Science“. In Zukunft könnten solche Organismen neben Krebs auch andere Krankheiten nicht nur finden, sondern gleichzeitig auch behandeln, prognostizieren die Wissenschaftler.

Letztlich sei sogar vorstellbar, die bakteriellen Biosensoren mit Stoffen wie Peptiden, kleinen Molekülen oder Nanokörpern auszurüsten, berichtet das Team um Woods und Hasty. Dann könnten sie beim Erkennen einer Krankheit sofort entsprechende Wirkstoffe abgeben.