Forscher der Stanford University verwendeten Stammzellen, um einen Impfstoff zu entwickeln, der sich bei Mäusen gegen Brust-, Lungen- und Hautkrebs als wirksam erwiesen hat.
Um den Impfstoff herzustellen, wandten sich die Wissenschaftler induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) oder Stammzellen, die aus adulten Zellen generiert werden, zu.
Vor über einem Jahrzehnt haben japanische Wissenschaftler zum ersten Mal gezeigt, dass adulte Zellen genetisch so umprogrammiert werden können, dass sie sich genauso verhalten wie pluripotente Stammzellen.
Diese Zellen können jede Form oder Funktion annehmen und sich auf jede Art von Zelle spezialisieren, die der Körper benötigt.
Embryonale Stammzellen sind wahrscheinlich die bekannteste Art von pluripotenten Stammzellen. Wie Wu und Kollegen vor etwa einem Jahrhundert schreiben, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Tiere mit embryonalem Gewebe immunisiert werden, was dazu führt, dass sie Tumore abweisen.
Im Laufe der Zeit führten Wissenschaftler dazu, dass embryonale Stammzellen als eine Art Impfstoff gegen Krebstumore verwendet werden könnten. Die größte Herausforderung bei Impfstoffen gegen Krebs besteht jedoch in der begrenzten Anzahl von Antigenen – oder von Fremdstoffen, die eine Immunantwort auslösen -, denen das Immunsystem sofort ausgesetzt sein kann.
Aber, wie Wu und seine Kollegen schreiben, hat die Verwendung von iPS-Zellen, die aus dem eigenen genetischen Material des Patienten erzeugt wurden, theoretisch eine Reihe von immunogenen Vorteilen. Sie präsentieren immunologische T-Zellen mit einem "genaueren und repräsentativeren Panel von Tumorimmunogenen eines Patienten".
Die Forscher – angeführt von Joseph C. Wu vom Institut für Stammzellbiologie und Regenerative Medizin der Stanford University in Kalifornien – versuchten diese Hypothese an Mäusen zu testen und veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift.
Das Immunsystem ist darauf vorbereitet, Tumore abzuweisen
Wu und Kollegen verwendeten die eigenen Zellen der Mäuse, um die iPSCs zu erzeugen, mit denen sie später die Nagetiere geimpften. Der Impfstoff zielte gleichzeitig auf mehrere Tumorantigene.
Wie die Forscher erklären, besteht der Hauptvorteil der Verwendung ganzer iPS-Zellen darin, dass der Impfstoff nicht mehr das perfekte Antigen für eine bestimmte Krebsart identifizieren muss.
"Wir präsentieren das Immunsystem mit einer größeren Anzahl von Tumorantigenen, die in iPS-Zellen gefunden werden", erklärt Wu, "was unseren Ansatz weniger anfällig für die Immunevasion durch Krebszellen macht."
Tatsächlich entdeckten die Forscher, dass viele der Antigene, die auf den iPS-Zellen gefunden werden, auch in Krebszellen gefunden werden können.
Als die Nagetiere die iPS-Impfung erhielten, reagierte ihr Immunsystem auf die iPS-Antigene. Da die Antigene in den iPS-Zellen jedoch denen in den Krebszellen so ähnlich waren, wurden die Nagetiere auch immun gegen Krebs.
Der Impfstoff habe das Immunsystem der Nagetiere fast "vorbereitet", "um Tumorzellen auszurotten", erklärt Wu.
Von den 75 behandelten Mäusen wiesen 70 Prozent vollständig Brustkrebszellen zurück, und 30 Prozent hatten innerhalb von 4 Wochen nach Erhalt des Impfstoffes kleinere Tumore. Und das gleiche passierte bei Lungen- und Hautkrebsmodellen.
"Was uns am meisten überraschte, war die Wirksamkeit des iPSC-Impfstoffs bei der Reaktivierung des Immunsystems gegen Krebs. Dieser Ansatz könnte klinisches Potenzial haben, um ein Wiederauftreten des Tumors zu verhindern oder Fernmetastasen anzusteuern."
Joseph C. Wu
In Zukunft könnte eine Person, bei der Krebs diagnostiziert wurde, in der Lage sein, ihr eigenes Blut oder Hautzellen zu verwenden, um iPS-Zellen zu bilden, die ein Wiederauftreten des Tumors verhindern könnten. Gleichermaßen können gesunde Individuen bald ihre eigenen Zellen verwenden, um Krebs insgesamt zu verhindern.
