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Innovative Krebstherapie mithilfe lebender Bakterien

Die Vision von T3 Pharmaceuticals ist das Leben von Krebspatienten durch innovative Behandlungsansätze zu verbessern. Obschon mit klassischen Krebstherapien bedeutende Fortschritte erzielt wurden, besteht zusehends ein grosser Bedarf nach neuen und innovativen Arzneimitteln um Krebs zu behandeln. T3 Pharmaceuticals stellt sich dieser grossen Herausforderung mit der Entwicklung von hoch spezifischen und effizienten Behandlungen mithilfe lebender Bakterien.

Der Mangel an geeigneten Methoden zur schnellen, synchronisierten und effizienten Expression von Proteinen in eukaryotischen Zellen ist seit jeher ein Stolperstein für die zellbiologische Forschung. Die bislang bevorzugte Technik zur gezielten Proteinexpression in Zellen basiert auf der DNA-Transfektion. Mit dieser Methode lassen sich jedoch lediglich heterogene und unsynchronisierte Zellpopulationen gewinnen, und das erst nach einer Inkubationszeit von 12 bis 48 Stunden. Das gewünschte Protein liegt so oftmals während einer viel längeren Zeit in der Zelle vor als physiologisch relevant bzw. gewünscht. Trotz dieser Nachteile ist die DNA-Transfektion die Standardmethode für die Proteinexpression.

Bakterien als Protein-Lieferant
T3 Pharmaceuticals (T3P) hat, finanziert durch die Kommission für Technologie und Innovation (KTI), die Krebsliga Schweiz (KLS) und weitere Stiftungen, eine neuartige Technik entwickelt, die all diese Anforderungen berücksichtigt, sich mit anderen Technologien kombinieren und auch für biochemische Experimente einsetzen lässt. Die Methode, welche ursprünglich im Labor von Prof. Cécile Arrieumerlou am Biozentrum Basel entwickelt wurde, basiert auf der Nutzung einer bakteriellen Nanomaschine zur Proteinlieferung: das Typ-3-Sekretionssystem (T3SS) von Gram-negativen Bakterien. Es schleust bakterielle Proteine – sogenannte Effektoren – in eukaryotische Wirtszellen. Als Grundlage für das Projekt dient ein in der Forschungsgruppe von Prof. Guy Cornelis, einem der Entdecker des T3SS, hergestellter Bakterienstamm, welcher keine Effektoren mehr besitzt und somit dazu eingesetzt werden kann, lediglich Proteine der Wahl in die eukaryotischen Zellen einzuschleusen. Das System bietet wesentliche Vorteile: Die Proteinlieferung ist schnell, synchronisiert, homogen und effizient. Zudem lässt sich die Methode für nahezu alle verfügbaren Zelllinien bei gleichbleibender Qualität anwenden.

Breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten
Die T3P-Technologie ist nützlich und attraktiv für verschiedenste Anwendungen. In Kombination mit grundlegenden biochemischen Techniken lassen sich beispielsweise Protein-Wechselwirkungen oder die Dynamik von Signalwegen untersuchen. Kombiniert man die Methode mit der Massenspektrometrie, lassen sich Auswirkungen eines Proteins systematisch erforschen. Die schnelle und synchrone Proteinlieferung erlaubt es überdies auch kurzlebige Signalwege und deren Kinetik oder die Wirkung eines Proteins in den verschiedenen Phasen des Zellzyklus zu untersuchen. Und letztlich lässt sich so auch die Funktion toxischer Proteine studieren. Durch die Vielfalt ihrer Einsatzmöglichkeiten, die einfache Handhabung und kostengünstige Verwendung wird die T3P-Technologie bereits erfolgreich am Biozentrum und auch in internationalen Kollaborationen eingesetzt. Die Technologie wurde im Journal for Cell Biology publiziert: “A bacterial type III secretion-based protein delivery tool for broad applications in cell biology” (Ittig et al. 211 (4): 913, JCB, 2015).

Proprietäres Vehikel zur spezifischen Kolonisierung solider Tumoren
Neben diversen Anwendungen im Bereich der Grundlagenforschung, ermöglicht die Proteinlieferung im lebenden Organismus den Einsatz der Technologie im therapeutischen Bereich. Der Fokus liegt dabei auf der Krebstherapie, da Bakterien eine Präferenz für Wachstum in soliden Tumoren haben und daher ein ideales Vehikel sind um therapeutische Proteine in Krebszellen einzuschleusen. T3 Pharmaceuticals hat seine proprietären Bakterien optimiert, so dass sie sich hochspezifisch in Tumoren anreichern, wenn sie in den Blutkreislauf eingebracht werden. Im Tumor vermehren sich die Bakterien, während sie im gesunden Gewebe vom Immunsystem eliminiert werden. Die Anreicherung der Bakterien im Tumorgewebe in Kombination mit dem effizienten Einschleusen therapeutischer Proteine ist die Grundlage für T3 Pharma's innovative bakterielle Krebstherapie.

Weitere Informationen: T3 Pharmaceuticals