Wissenschaftler der Tel Aviv Universität haben einen neuen Nano-Impfstoff für Melanome – die aggressivste Form von Hautkrebs – entwickelt. Ihre innovative Herangehensweise hat sich bislang bei Mäusen in der Vorbeugung von Melanomen sowie zur Behandlung von Primärtumoren und Metastasen, die die Folge von Melanomen waren, als wirksam erwiesen.

Der Forschungsschwerpunkt ist ein Nanopartikel, der als Grundlage für den neuen Impfstoff dient. Die Studie wurde geleitet von Prof. Ronit Satchi-Fainaro, Vorsitzende der Abteilung für Physiologie und Pharmakologie und Leiterin des Labors für Krebsforschung und Nanomedizin an der medizinischen Fakultät Sackler der TAU, und Prof. Helena Florindo, von der Universität Lissabon, die während ihres Sabbatjahres im Labor der TAU ist. Die Studie wird durchgeführt von Dr. Anna Scomparin und Dr. João Conniot. Die Ergebnisse wurden am Montag (5.8.19) in Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Melanom entsteht in den Hautzellen, die Melanin oder Hautpigmente produzieren. Der Krebs macht nur etwa 1% der Hauttumoren aus, ist aber laut der American Cancer Society für die große Mehrheit der Todesfälle durch Hautkrebs verantwortlich. Laut der American Cancer Society werden in den USA 2019 voraussichtlich 7.230 Menschen an Melanomen sterben.

„Der Krieg gegen Krebs im Allgemeinen und gegen Melanome im Besonderen hat sich im Laufe der Jahre durch eine Vielzahl von Behandlungsmethoden wie Operationen, Chemotherapie, Strahlentherapie und Immuntherapie weiterentwickelt. Der Impfstoffansatz, der sich bei verschiedenen Viruserkrankungen als so wirksam erwiesen hat, hat sich jedoch bei Krebs noch nicht bewährt “, sagte Satchi-Fainaro. „In unserer Studie haben wir gezeigt, dass es möglich ist, einen wirksamen Nano-Impfstoff gegen Melanome herzustellen und das Immunsystem für Immuntherapien zu sensibilisieren."

Die Forscher verwendeten winzige Partikel mit einer Größe von etwa 170 Nanometern, die aus biologisch abbaubaren Polymeren bestehen. Innerhalb jedes Partikels „packten“ sie zwei Peptide – kurze Ketten von Aminosäuren, die in Melanomzellen zu finden sind. Anschließend injizierten sie Mäusen mit Melanom die Nanopartikel (oder „Nanoimpfstoffe“).

„Die Nanopartikel wirkten wie bekannte Impfstoffe gegen durch Viren übertragene Krankheiten", sagte Satchi-Fainaro. „Sie stimulierten das Immunsystem der Mäuse und die Immunzellen lernten, Zellen zu identifizieren und anzugreifen, die die beiden Peptide enthalten – also die Melanomzellen. Dies bedeutete, dass das Immunsystem der immunisierten Mäuse von nun an Melanomzellen angreift, wenn sie im Körper auftreten.“

Die Forscher untersuchten dann die Wirksamkeit des Impfstoffs unter drei Bedingungen.

Im ersten Szenario wurde der Impfstoff in gesunde Mäuse injiziert, gefolgt von einer Injektion von Melanomzellen. „Das Ergebnis war, dass die Mäuse nicht krank wurden, was bedeutet, dass der Impfstoff die Krankheit verhinderte und eine vorbeugende Wirkung hat", sagte Satchi-Fainaro. 

Im zweiten Szenario wurde der Nanopartikel-Impfstoff zur Behandlung eines primären Melanom-Tumors bei Mäusen zusammen mit immuntherapeutischen Behandlungen verwendet, die bereits zur Verwendung zugelassen sind oder sich noch in der Entwicklung befinden. Die Kombination des Impfstoffs mit der Behandlung „verzögerte das Fortschreiten der Krankheit erheblich und verlängerte die Lebensdauer aller behandelten Mäuse erheblich", heißt es in der Stellungnahme.

Im letzten Szenario testeten die Forscher ihren Ansatz an Geweben menschlicher Patienten, bei denen sich die Melanomkrebszellen auf das Gehirn ausgebreitet hatten. Sie fanden heraus, dass im menschlichen Gehirn, wo es Metastasen gibt, die beiden gleichen Peptide existieren. Dies lässt vermuten, dass diese beiden Peptide bei Mäusen eine Immunreaktion auslösen können, wenn sie als Nano-Impfstoff verwendet werden. Sie lösen jedoch wahrscheinlich eine ähnliche Reaktion im Gehirn aus, was darauf hinweist, dass der Impfstoff auch zur Behandlung von Hirnmetastasen beim Menschen eingesetzt werden könnte.

„Unsere Forschung öffnet einem komplett neuen Ansatz die Tür – dem Impfansatz – zur erfolgreichen Behandlung von Melanomen, selbst im vorangeschrittenen Stadium. Wir glauben, dass unsere Plattform auch für andere Krebsarten geeignet ist und dass unsere Arbeit eine solide Grundlage für die Entwicklung anderer Krebs-Nano-Impfstoffe darstellt", sagte Satchi-Fainero.

Das Projekt wurde finanziert von EuroNanoMed-II, dem israelischen Gesundheitsministerium, der portugiesischen Stiftung für Wissenschaft und Technologie (FCT), der Israel Science Foundation (ISF), dem European Research Council (ERC) Consolidator und Advanced Awards, der Saban Family Foundation – Der Team Science Award der Melanoma Research Alliance (MRA) und der Israel Cancer Research Fund (ICRF).

(Außenministerium des Staates Israel, 7.8.19)​