Mikrobielle Verbündete: Bakterien helfen im Kampf gegen Krebs

Das internationale Forschungsteam unter der Leitung von Forschenden des MRC Laboratory of Medical Sciences (LMS), des Imperial College London und der Universität zu Köln hat herausgefunden, dass Mikroben, die mit Tumoren in Verbindung stehen, ein Molekül herstellen, das das Krebswachstum steuern und die Chemotherapie effektiver machen kann.

Die meisten Menschen kennen Mikroben, die auf unserer Haut oder in unserem Darm leben. Doch neuere Entdeckungen zeigen, dass auch Tumoren einzigartige bakterielle Gemeinschaften beherbergen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen nun, wie diese tumorassoziierten Bakterien das Tumorwachstum und die Reaktion auf Chemotherapie beeinflussen können.

Neue Forschungsergebnisse, die am 10. September 2025 online in der Fachzeitschrift Cell Systems veröffentlicht wurden, stellen einen bedeutenden Durchbruch in diesem Bereich dar. Die Studie identifizierte ein stark krebshemmendes Stoffwechselprodukt, das von Bakterien produziert wird, die mit Darmkrebs in Verbindung stehen. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten zur Krebsbehandlung – etwa durch die Entwicklung neuer Medikamente, die bestehende Therapien wirksamer machen könnten.

Die Forschenden verwendeten eine ausgeklügelte Screening-Methode im großen Maßstab, bei der über 1.100 Bedingungen an einem mikroskopisch kleinen Wurm namens C. elegans getestet wurden. Dabei fanden sie heraus, dass das Bakterium E. coli ein Molekül namens 2-Methylisocitrat (2-MiCit) produziert, das die Wirksamkeit des Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil (5-FU) verbessern kann.

Mithilfe von Computermodellen zeigte das Team, dass das tumorassoziierte Mikrobiom (also die in und um Tumoren vorkommenden Bakterien) von Patientinnen und Patienten ebenfalls in der Lage ist, 2-MiCit zu produzieren. Um die Wirkung von 2-MiCit zu bestätigen, nutzte das Team zwei weitere Systeme: menschliche Krebszellen und ein Fliegenmodell für Darmkrebs. In beiden Fällen zeigte 2-MiCit eine starke krebshemmende Wirkung – bei den Fliegen verlängerte sich sogar die Überlebenszeit.

Professor Filipe Cabreiro, Leiter der Arbeitsgruppe „Host-Microbe Co-Metabolism“ am LMS und Forschungsgruppenleiter im Exzellenzcluster CECAD in Köln, erklärt die Bedeutung der Entdeckung: „Wir wussten, dass Bakterien mit Tumoren assoziiert sind, aber jetzt beginnen wir zu verstehen, welche chemischen Gespräche sie mit Krebszellen führen. Wir haben herausgefunden, dass eines dieser bakteriellen Moleküle ein starker Partner der Chemotherapie sein kann. Es stört den Stoffwechsel der Krebszellen und macht sie anfälliger für das Medikament.“

Die Studie zeigte, dass 2-MiCit ein Schlüsselenzym in den Mitochondrien (Strukturen innerhalb der Zellen, die Energie erzeugen) der Krebszellen hemmt. Dies führt zu DNA-Schäden und aktiviert Signalwege, die bekanntermaßen das Fortschreiten von Krebs verlangsamen. Dieser mehrschichtige Angriff schwächt die Krebszellen und wirkt im Zusammenspiel mit 5-FU. Die Kombination war deutlich effektiver bei der Zerstörung von Krebszellen als jeder der beiden Wirkstoffe allein.

Dr. Daniel Martinez-Martinez, Postdoktorand am LMS und Erstautor der Studie, sagt: „Mikroben sind ein wesentlicher Teil von uns. Dass ein einzelnes Molekül eine so tiefgreifende Wirkung auf den Verlauf von Krebs haben kann, ist wirklich bemerkenswert. Es ist ein weiteres Beispiel dafür, wie komplex die Biologie ist – besonders, wenn man sie ganzheitlich betrachtet. Und das ist erst der Anfang.“

In Zusammenarbeit mit pharmazeutischen Chemiker*innen modifizierten die Forschenden das 2-MiCit-Molekül, um seine Wirkung zu verstärken. Diese synthetische Version erwies sich als noch wirksamer bei der Zerstörung von Krebszellen und zeigt damit das Potenzial, neue Medikamente auf Basis natürlicher mikrobieller Produkte zu entwickeln. Filipe Cabreiro ergänzt: „Indem wir ein natürliches mikrobielles Produkt als Ausgangspunkt genutzt haben, konnten wir ein potenteres Molekül entwickeln – und damit gewissermaßen die Natur verbessern.“

Diese spannenden Entdeckungen zeigen, welchen Einfluss das mit Krebs assoziierte Mikrobiom auf den Verlauf von Tumorerkrankungen haben kann – und wie von diesen Bakterien produzierte Stoffwechselprodukte genutzt werden könnten, um Krebstherapien zu verbessern. Darüber hinaus unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung personalisierter Medizin, bei der nicht nur der Patient, sondern auch dessen Mikrobiom berücksichtigt werden sollte.

Die Studie wurde hauptsächlich gefördert von der Leverhulme Trust, der Wellcome Trust/Royal Society, der DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) sowie dem Medical Research Council.

Ursprüngliche Veröffentlichung:
Martinez-Martinez, D. et al. Chemotherapy modulation by a cancer-associated microbiota metabolite. Cell Systems, 10.09.2025
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405471225002303?via%3Dihub

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Filipe Gomes Cabreiro
Email: f.cabreiro[at]uni-koeln.de 

Media Kontakt:
Lindsay Keith
Medical Research Council (MRC) Laboratory of Medical Sciences
l.keith[at]lms.mrc.ac.uk 

Quelle:
https://www.eurekalert.org/news-releases/1097985

Übersetzung:
Paulo Lopes da Silva
p.dasilva[at]uni-koeln.de