IOZK - Immunologisch Onkologisches Zentrum Köln
DE | ENG | RU | INT

Onkologie: Von der Forschung in die Praxis der Krebstherapie

Nach langer Entwicklungszeit zeigen die immunologischen Krebstherapien jetzt Erfolge, die den Effekten der onkologischen  Standardtherapie – wie Chemotherapie und neuartige Target-Therapien – überlegen sind. Die wissenschaftliche Zeitschrift "Science" nominierte die Krebs-Immuntherapie als "Durchbruch des Jahres 2013". Für die Grundlagen des im IOZK angewandten immunologischen Therapieprinzips erhielten die Immunologen Steinman, Beutler und Hoffmann im Jahre 2011 den Nobelpreis für Medizin. In den USA wurde 2010 der erste Impfstoff nach diesem Schema für das Prostatakarzinom zugelassen.

Die Ärzte und Wissenschaftler am IOZK beschäftigen sich mit der zeitnahen Nutzbarmachung der aktuellen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Tumor-Immunologie (Translation). Hierbei muss das neue europäische Arzneimittelgesetz berücksichtigt werden. Unsere Einrichtung hat diese Therapieverfahren bereits vor dem Inkrafttreten der Arzneigesetzgebung für die sogenannten „Neuartigen Therapien“ praktiziert. Daher dürfen wir diese neuartige Behandlung weiterhin auch außerhalb von Studien als individuelle Therapien den Patienten nutzbar machen.

Durch unseren Impfstoff kann das Immunsystem Tumorzellen aktiv bekämpfen

Das Ziel der immunologischen Tumortherapie ist es, das Immunsystem des Patienten zu "trainieren", damit es selbst gegen das Tumorwachstum vorgehen kann. Das ist nicht so einfach, wie es sich anhört, da der Tumor in Anwesenheit des Immunsystems gewachsen ist. Die Tumorzellen müssen dem Immunsystem hier wieder neu vorstellgestellt werden – und zwar als „gefährliche Zellen“. Sie werden mit Gefahrensignalen ausgestattet und dann vom vom Immunsystem aktiv bekämpft.

Hierfür haben wir einen Impfstoff entwickelt, der unter anderem Tumorzellen des Patienten enthält, die mit einem Virus infiziert werden. Durch wiederholte Impfungen wird das Immunsystem des Patienten trainiert, seine eigenen Tumorzellen als gefährlich einzustufen und aktiv zu bekämpfen. Als Virus benutzen wir ein für den Menschen vollkommen ungefährliches Agens, das von Vögeln stammende Newcastle Disease Virus (NDV). Dieses Virus besitzt gleichzeitig anti-tumorale und Immun-stimulierende Eigenschaften und ist daher für diesen Zweck hervorragend geeignet.

Gezielte Überhitzung setzt die Tumorzellen unter Stress

Eine weitere Möglichkeit zur "Veränderung" der Tumorzellen ist die Anwendung von verschieden Arten der Überhitzung (Hyperthermie). Die Tumorzellen sollen mittels Hyperthermie-Verfahren nicht abgetötet, sondern lediglich gestresst werden. Unter Stress schütten sie Warnsignale aus und treiben sich in den programmierten Selbstmord (Apoptose). Auf solchen Zellsituationen wird das Immunsystem aufmerksam und tritt gegen diese Zellen in Aktion.

Eine wichtige Rolle bei der immunologischen Tumortherapie spielen die sogenannten Dendritischen Zellen. Ohne deren Hilfe könnten Tumor-spezifische sog. T-Lymphozyten, die typischen Marker von Tumorzellen (sog. Tumorantigene) nicht erkennen. Dendritische Zellen können Tumorzellen so verarbeiten, dass sie für T-Zellen erkennbar werden.

Dendritische Zellen aktivieren Immunreaktionen gegen den Tumor

Sie sind in der Lage, spezifische T-Zell Immunreaktionen gegen den Tumor zu aktivieren, wenn sie mit Lysaten von gestressten Tumorzellen oder von Virus-infizierten Tumorzellen beladen werden. Die Tumorantigen-spezifischen T-Zellen vermehren sich daraufhin und entwickeln Killerzellen, Helferzellen und Gedächtniszellen. Die spezifischen Killerzellen suchen den gesamten Körper nach solchen Tumorzellen ab, um sie abzutöten oder zumindest ihr Wachstum zu behindern.

Dieses biologische Prinzip funktioniert nicht nur im intakten Organismus (in vivo) sondern auch in Zellkultur (in vitro). Das macht sich das IOZK für seine Patienten zu Nutzen. Hier wird in vitro ein Patienten-eigener (autologer) Tumorimpfstoff hergestellt. Er besteht aus dendritischer Zellen, die mit einem Lysat aus Virus infizierten autologen Tumorzellen beladen werden. Nach mehrfachen Impfungen wird die oben beschriebene T-Zell-Immunreaktion aufgebaut.

Therapeutische Nachhaltigkeit durch die Memory-Antwort

Durch dieses spezifische Training bildet sich ein immunologisches Gedächtnis gegen die Tumorantigene des Tumors. Mit diesen Gedächtnis- (Memory-) Zellen erzielen wir einen nachhaltigen therapeutischen Effekt. Unsere Behandlung zeigt auch nach Abschluss einen wirksamen Effekt, das unterscheidet sie von anderen Therapien. Ob dieser Memory-Effekt eingetreten ist, wird in unserm Labor überprüft. Hat sich eine erfolgreiche Memory-Antwort eingestellt, kann die immunologische Informationstherapie gestoppt werden. Im weiteren Verlauf wird lediglich der Memory-Effekt überprüft. Beim Nachlassen der Immunantwort ist es mit einer Auffrischungsimpfung möglich, die Memory-Antwort erneut zu aktivieren.

Warum ist ein Memory-Effekt von solcher Bedeutung? Wie in jedem anderen Gewebe, gibt es auch im Tumorgewebe Stammzellen. Sie bewahren die  Strukturinformationen des jeweiligen Gewebes. Ähnlich verhält es sich mit Tumorstammzellen und Tumorgewebe. Tumorstammzellen können schon sehr früh das Tumorgewebe verlassen und sich in anderen Gewebsstrukturen einnisten. Die ausgewanderten Tumorstammzellen initiieren dort sofort wieder ein neues Tumorwachstum, man spricht von Metastasen. Oder sie ruhen zunächst für eine unbestimmte Zeit, um zu einem späteren Zeitpunkt wieder aktiv zu werden.

Diese Tumorstammzellen sind mit den heutigen Standardtherapien wie Chemo-, Target- oder Antikörpertherapien nicht erreichbar, weshalb nach dem Absetzen einer Standardtherapie das Tumorwachstum immer wieder neu beginnen kann. Aus diesem Grund ist eine nachhaltige Tumor-spezifische zytotoxische Immunantwort – eben jene Memory-Antwort – so bedeutsam. Erwacht eine ruhende Tumorstammzelle, so wird das immunologische Memory-System aktiviert und das erneute Tumorwachstum unterbunden.

Ein spezieller Blick auf die neuen Target-Therapien

Was unterscheidet unseren autologen Impfstoff von modernen Target-Therapien oder von Tumor-Impfstoffen, die standardisierte Antigene benutzen? Target-Therapien oder auch definierte Impfstoffe zielen auf die Blockierung einer bestimmten Zielstruktur der Tumorzelle. Wird solch eine Zielstruktur in den Tumorzellen nachgewiesen (mit spezieller histologischer Diagnostik), dann ist die Anwendung der Target-Therapie oder auch der standardisierte Impfstoff erst einmal indiziert.

Leider ist solch ein therapeutischer Effekt in den meisten Fällen nur von kurzer Dauer. Warum ist das so? Vor kurzem wurde bekannt, dass solide Tumore in ein und demselben Tumorgewebe eine Vielzahl unterschiedlicher Zellmutationen aufweisen. Wird von diesen Strukturen nur eine blockiert, dann nutzt der Tumor nach kurzer Umstellungszeit verbliebene, bisher nicht blockierte Strukturen zum weiteren Wachstum. Aus diesem Grund ist die Nutzung des eigenen Tumorgewebes mit seiner Vielzahl von Strukturen eine erfolgversprechendere Variante zum Aufbau einer breit angelegten und damit effektiven immunologischen Anti-Tumor-Antwort.

Individuelle Strategie bei der Wahl der Therapieform gegen Krebs

Das IOZK nutzt neben den immunologischen auch weitere Therapieprinzipien zur Erzielung synergetischer Effekte und erfüllt alle Voraussetzungen zur Herstellung des beschriebenen autologen Tumorimpfstoffs gemäß dem Arzneimittelgesetz. Er basiert auf der Plattform dendritischer Zellen, die mit Virus infiziertem autologen Tumorzelllysat beladen sind. Synergien werden unter anderem durch Kombination mit Hyperthermie-Verfahren erzielt.

Im individuellen Fall muss immer abgeklärt werden ob dieses Verfahren unsterstützend zur Standardtherapie oder in Kombination mit weiteren innovativen Verfahren genutzt werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass Monotherapien bei solch komplexen Geschehen wie dem bösartigen Tumorwachstum nicht zielführend sind.

Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass bei einer operativen Entfernung die Isolierung und anschließenden Aufarbeitung des autologen Tumormaterials zur späteren Antigenherstellung dem Patienten alle künftigen Therapieoptionen offenhält. Hierzu ist eine vorherige Kontaktaufnahme mit dem IOZK unbedingt erforderlich, denn nur so kann die Qualität des Verfahrens garantiert werden.