Die Rolle von Mikroben bei der Behandlung von Brustkrebs

Brustkrebs ist weltweit ein grosses Gesundheitsproblem, vor allem für Frauen. Es ist die häufigste Krebsart, mit der sie konfrontiert sind. Wie er behandelt wird und die Chancen auf Heilung hängen oft stark von der spezifischen Art des Brustkrebses ab. Diese Art wird oft durch bestimmte Proteine erkannt, die auf der Oberfläche der Krebszellen gefunden werden. Zu diesen Proteinen gehören der Östrogenrezeptor (ER), der Progesteronrezeptor (PR) und HER2. Das Vorhandensein oder Fehlen dieser Proteine gibt den Ärzten Hinweise, wie sie den Krebs am besten behandeln können.

Unter den verschiedenen Brustkrebsarten gibt es eine, die als triple-negativer Brustkrebs (TNBC) bezeichnet wird. Diese Art ist ein bisschen wie ein Bully – sie hat diese wichtigen Rezeptoren nicht und neigt dazu, aggressiver zu sein. Ärzte müssen oft auf Chemotherapie zurückgreifen, um sie zu behandeln, aber diese Methode birgt ein hohes Risiko, dass der Krebs zurückkommt. In den letzten zehn Jahren hat eine neue Behandlungsart namens Immuntherapie begonnen, das Spiel zu verändern. Dieser Ansatz hilft dem Immunsystem des Körpers, den Krebs zu bekämpfen. Überraschenderweise hat TNBC die stärksten Reaktionen auf diese Behandlungen gezeigt, was zur Genehmigung der Immuntherapie für einige Patienten geführt hat.

Aber hier ist der Haken: Nicht alle TNBC-Patienten reagieren gut auf Immuntherapie, was die Ärzte ratlos macht. Ein Bereich, der mehr Forschung braucht, ist, wie bestimmte Immunzellen, insbesondere die CD8+ tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TILs), eine Rolle beim Kampf gegen den Krebs spielen. Diese Immunzellen sind entscheidend für eine starke Anti-Krebs-Reaktion. Je mehr CD8+ TILs im Tumor sind, desto besser sind die Ergebnisse für die Patienten.

Aber es gibt eine Wendung! Der Tumor kann ein tückischer Ort für diese Immunzellen sein. Bestimmte Substanzen, die vom Tumor produziert werden, können die Immunreaktion tatsächlich behindern. Ein Beispiel ist ein chemischer Stoff namens Laktat, der aus einem hohen Zuckermetabolismus im Tumor stammt und die Immunzellen ersticken kann. Es gibt andere Metaboliten, die sich aufgrund von Veränderungen im Metabolismus des Tumors ansammeln können und ebenfalls die TIL-Aktivität dämpfen. Um vollständig zu verstehen, wie diese Immunzellen durch den Metabolismus des Tumors reguliert werden, müssen Wissenschaftler das chemische Umfeld des Tumors zusammen mit der Immunaktivität genau unter die Lupe nehmen.

#Das Tumor-Mikrobiom

Jetzt lass uns über das Tumor-Mikrobiom sprechen. Das ist ein schicker Name für die Gemeinschaft von Mikroorganismen, die im Tumor leben. Die meisten Mikroorganismen in unserem Körper leben in unserem Darm, aber einige finden auch ein Zuhause in Tumoren. Diese kleinen Wesen können das Verhalten des Tumors auf verschiedene Weise beeinflussen, was sich auf das Krebswachstum und die Behandlung auswirken kann.

Bestehende Studien zeigen, dass das Mikrobiom möglicherweise beeinflussen könnte, wie Krebs sich verhält, indem es Entzündungen, Metabolismus und sogar die Art, wie das Immunsystem auf den Tumor reagiert, anpasst. Zum Beispiel wurde bei kolorektalem Krebs ein bestimmtes Bakterium namens Fusobacterium nucleatum entdeckt, das mit den Immunzellen herumspielt und zeigt, dass das Mikrobiom einen erheblichen Einfluss darauf haben kann, wie der Körper Krebs bekämpft.

Interessanterweise haben Forscher kürzlich Mikroben in anderen Tumorarten gefunden, die einst für komplett steril gehalten wurden, darunter auch in Brusttumoren. Allerdings ist die Menge an mikrobiellem Leben dort viel kleiner als im Darm. Da diese Mikroben mit Behandlungsergebnissen und der Prognose des Patienten in Verbindung stehen können, ist es wichtig zu verstehen, was im Brusttumor-Mikrobiom vor sich geht.

#Die Suche nach Wissen

In einer Studie haben Wissenschaftler die Interaktionen von CD8+ TILs, dem Tumor-Mikrobiom und der chemischen Zusammensetzung des Tumors bei Brustkrebspatienten untersucht, ohne sie in verschiedene Brustkrebsarten aufzuteilen. Dann haben sie ihren Fokus eingegrenzt, um zu sehen, wie ein bestimmtes Bakterium, Staphylococcus, verschiedene Brustkrebs-Subtypen in einer grösseren Patientengruppe beeinflusst.

Sie wollten auch überprüfen, ob die Bakterien aus den Tumoren tatsächlich die Immunreaktion beeinflussten und ob sie neue Wege finden könnten, um die Krebsbehandlungen zu verbessern. Dazu verwendeten sie Mausmodelle von TNBC. Einige der Ergebnisse deuteten darauf hin, dass das Brusttumor-Mikrobiom eine wichtige Rolle dabei spielt, wie gut das Immunsystem auf den Tumor reagiert.

#Proben und Daten sammeln

Um dies zu studieren, wurden Brustgewebeproben von Patienten gesammelt, die ihre Erlaubnis gegeben hatten. Die Forscher arbeiteten mit mehreren Krankenhäusern zusammen, um genügend Proben für eine umfassende Analyse zu sammeln. Sie entnahmen sowohl Tumor- als auch gesundes Gewebe und stellten sicher, dass sie frei von Krebszellen waren, um einen Vergleich zu gewährleisten. Die Untersuchung musste von der örtlichen Ethikkommission genehmigt werden, um sicherzustellen, dass alles rechtens war.

Sobald die Gewebe gesammelt waren, wandten sich die Wissenschaftler der RNA-Sequenzierung zu, um die genetischen Informationen in diesen Proben zu analysieren. Diese Analyse hilft dabei, herauszufinden, welche Gene in den Tumoren aktiv sind und wie verschiedene mikrobielle Gemeinschaften diese Gene beeinflussen.

Als nächstes verwendeten sie eine Methode namens RNAscope-FISH, um zu sehen, wo die Bakterien in den Geweben lokalisiert waren. Diese Technik verwendet fluoreszierende Marker, um die Mikroben direkt in den Tumorproben sichtbar zu machen. Die Ergebnisse zeigten Bakterien, die sich über die Tumorzellen verteilten, und schufen ein lebendiges Bild der mikrobiellen Landschaft.

#Beziehungen zwischen Immunzellen

Um die Beziehung zwischen dem Mikrobiom und den Immunzellen besser zu verstehen, betrachteten die Forscher genau die CD8+ TILs und wie ihre Anwesenheit mit verschiedenen Bakterienarten verknüpft war. Sie stellten fest, dass die meisten bakteriellen Gattungen die TIL-Spiegel nicht wirklich beeinflussten, während Staphylococcus als positiver Einfluss auf die Immunaktivität hervortrat. Insbesondere Tumoren mit höheren Staphylococcus-Werten hatten aktivere CD8+ T-Zellen, die entscheidend darin sind, Tumorzellen anzugreifen.

#Was ist mit Metaboliten?

Neben der Untersuchung der Bakterien und Immunzellen wollten die Forscher das breite Spektrum an Metaboliten verstehen – Substanzen, die während des Metabolismus im Körper erzeugt werden und eine Rolle in der Krebsumgebung spielen könnten. Sie verwendeten eine Technik namens untargeted Metabolomics, um über 900 verschiedene Metaboliten in Brusttumoren zu finden.

Einige dieser Metaboliten sind mit gesünderen Immunreaktionen verbunden, während andere scheinen, das Immunsystem zu unterdrücken. Die Forscher kategorisierten Tumoren in zwei Gruppen: "heisse" Tumoren mit viel Immunaktivität und "kalte" Tumoren mit weniger Aktivität. Sie fanden Unterschiede in den Metabolitenprofilen dieser beiden Kategorien.

Ein Beispiel ist, dass bestimmte Lipide und Verbindungen, die mit dem Zuckermetabolismus in Verbindung stehen, in höheren Mengen in heissen Tumoren vorkamen, was auf eine günstigere Umgebung für Immunzellen hindeutet. Im Gegensatz dazu waren andere kalte Metaboliten wie Succinat und NADH mit geringerer TIL-Aktivität assoziiert.

#Staphylococcus und seine Rolle

Das Forschungsteam war besonders daran interessiert, wie Staphylococcus diese Metaboliten beeinflusste. Sie fanden heraus, dass Tumoren mit höheren Staphylococcus-Werten reduzierte Mengen an NADH aufwiesen, was oft mit weniger Immunaktivität in Verbindung gebracht wird. Das deutete darauf hin, dass Staphylococcus eine Rolle bei der Verbesserung der Immunreaktionen spielt, indem es das Metabolitenprofil des Tumors verändert.

#Wechsel zu Mausmodellen

Um tiefer zu gehen, wandten sich die Forscher Mausmodellen zu, um zu sehen, wie sich diese Ergebnisse in einem lebenden Organismus auswirkten. Sie verwendeten verschiedene Stämme von Staphylococcus-Bakterien und beobachteten deren Auswirkungen auf das Tumorwachstum. Sie entdeckten, dass die Injektion von Staphylococcus aureus das Tumorwachstum in TNBC-Modellen stoppte.

Darüber hinaus war dieser tumorperspenierende Effekt mit der Aktivität von CD8+ T-Zellen verbunden, was bedeutet, dass das Immunsystem die Hauptarbeit verrichtet hat. Als sie die CD8+ T-Zellen in den Mäusen reduzierten, verschwand der tumorperspenierende Einfluss der Bakterien.

#Ausblick

Die Ergebnisse dieser Studie öffnen neue Wege für das Verständnis, wie das Tumor-Mikrobiom mit Immunzellen und Metaboliten bei Brustkrebs interagiert. Da einige Bakterien wie Staphylococcus tatsächlich TILs aktivieren und die Tumorumgebung verändern könnten, gibt es Hoffnung auf die Entwicklung neuer Therapien oder Strategien, um die Wirksamkeit aktueller Behandlungen zu verbessern.

Zukünftige Studien müssen das Potenzial von Staphylococcus und anderen Mikroben als therapeutische Mittel untersuchen, insbesondere in Fällen von TNBC. Sie könnten helfen, die Reaktion auf Immuntherapie zu verbessern oder sogar als Marker für besser massgeschneiderte Behandlungen basierend auf dem Mikrobiom einzelner Patienten dienen.

#Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der komplexe Tanz zwischen Bakterien, Immunzellen und Metaboliten einen faszinierenden Ansatz für die Brustkrebsforschung darstellt. Während Wissenschaftler weiterhin diese Verbindungen entschlüsseln, könnten wir vielleicht einige versteckte Verbündete im Kampf gegen Krebs entdecken, die sich an den unerwartetsten Orten verstecken – in den Mikroben innerhalb der Tumoren selbst.

Also, während die Forscher nach Antworten suchen, hoffen wir, dass sie die richtige Kombination aus Immunstärkern, Mikroben und Metaboliten finden, um mehr Frauen zu helfen, ihre Kämpfe gegen Brustkrebs zu gewinnen. Wer hätte gedacht, dass winzige Organismen so einen grossen Einfluss haben könnten?