Mit Hilfe von mRNA-Impfstoffen ist es Forschern gelungen, das Immunsystem von Mäusen so zu aktivieren, dass es von humanen Papillomviren (HPV) verursachte Krebszellen gezielt angreift und vernichtet. Nach einer einmaligen, niedrigen Dosis der getesteten mRNA-Impfstoffe bildeten sich bei 80 Prozent der Mäuse sogar Tumoren im fortgeschrittenen Stadium vollständig zurück. Die Ergebnisse liefern eine Grundlage, um mRNA-Impfstoffe gegen Krebs zukünftig auch in klinischen Studien an Menschen zu testen.

Gebärmutterhalskrebs ist eine der häufigsten krebsbedingten Todesursachen bei Frauen. Ursache sind fast immer zurückliegende Infektionen mit sogenannten Humanen Papillomviren (HPV). Seit 2006 sind Impfstoffe gegen die häufigsten Typen von HPV-Viren verfügbar, darunter HPV-16 und HPV-18, die weltweit für etwa 70 Prozent der Gebärmutterhalskrebsfälle verantwortlich sind. Die Impfstoffe senken das Risiko einer HPV-Infektion und damit auch das Risiko für Gebärmutterhalskrebs, sind allerdings nur vorbeugend wirksam. Hat sich dagegen einmal ein Tumor entwickelt, helfen nur noch Krebsbehandlungen wie die chirurgische Entfernung des Tumors, Chemotherapie und Strahlentherapie.

Impfen gegen Krebs

Seit sich mRNA-Impfstoffe in der Covid-19-Pandemie als erfolgreich erwiesen haben, arbeiten zahlreiche Forschungsteams weltweit daran, die Technologie auch gegen weitere Krankheiten zu nutzen, darunter nicht nur Viruserkrankungen, sondern auch Krebs. Ein Team um Jamile Ramos da Silva von der University of São Paulo in Brasilien hat nun an Mäusen gleich drei mRNA-Impfstoffe getestet, die HPV-Tumoren bekämpfen sollen. Dabei fokussierten sie sich auf Tumoren im Zusammenhang mit einer HPV-16-Infektion.

Für die Impfstofftests sorgten die Forschenden zunächst dazu, dass die Mäuse entsprechende Tumoren entwickelten. Dazu spritzen sie den Tieren Krebszellen entweder unter die Haut, unter die Zunge oder in die Vagina. An den jeweiligen Stellen entstanden daraufhin Krebsgeschwüre. Diese ließen Ramos da Silva und ihr Team bis zu unterschiedlichen Stadien wachsen, bevor sie den Tieren einen von drei mRNA-Impfstoffkandidaten verabreichten.

Immunsystem infiltriert und beseitigt Tumoren

Zum Einsatz kamen dabei zum einen ein Impfstoff mit sogenannte selbst-amplifizierender mRNA, die sich in der Zelle vervielfältigt und so für eine erhöhte Produktion des Antigens sorgt, zum anderen zwei nicht-replizierende mRNAs, darunter eine unmodifizierte und eine, die dank einer Modifikation stabiler ist und effektiver abgelesen wird. Alle drei Varianten wurden durch Lipidnanopartikel geschützt und codierten für das gleiche Antigen, ein chimäres Protein namens gDE7. Dieses enthält einerseits die für HPV-16-Tumoren typische Struktur des E7-Proteins, andererseits die Struktur des gD-Proteins, das beim Herpes-Simplex-Virus vorkommt.

Das Ergebnis: „Alle drei mRNA-Impfstoffe sorgten nach einer einzigen Impfung dafür, dass spezifische CD8+ T-Zellen gegen das E7-Protein den Tumor infiltrierten“, berichtet das Forschungsteam. Dafür genügte bereits eine relativ geringe Dosierung von fünf Mikrogramm Impfstoff. Die Immunzellen sorgten dafür, dass die Tumorzellen abstarben. Je nach Versuchslinie war ein großer Teil der Mäuse rund drei Wochen nach der Impfung tumorfrei. Selbst Tumore im fortgeschrittenen Stadium bildeten sich bei 80 Prozent der Tiere zurück. Zudem wiesen die Forschenden nach, dass die Impfungen auch einen protektiven Effekt haben: Spritzen sie geimpften Tieren Tumorzellen, entwickelten sich bei ihnen keine Tumoren.

Grundlage für klinische Studien?

Zum Vergleich impften das Forschungsteam einige Mäuse stattdessen mit einem herkömmlichen Protein-Impfstoff oder einem DNA-Impfstoff, die beide ebenfalls das gDE7-Protein als Zielstruktur hatten. Diese sorgten allerdings für eine weniger starke Aktivierung des Immunsystems, die nicht ausreichte, um die Tumoren zu beseitigen. Um zu überprüfen, ob tatsächlich die CD8+ T-Zellantwort der Schlüssel in der Anti-Tumor-Reaktion ist, testeten die Forschenden die mRNA-Impfstoffe auch an Mäusen, bei denen die CD8+ T-Zellen ausgeschaltet waren. Bei diesen Mäusen zeigte die Impfung keine therapeutische oder protektive Wirkung. „Das bestätigt, dass die CD8+ T-Zellen eine entscheidende Rolle bei der Anti-Tumor-Immunantwort spielen“, so das Team.

Eine Limitation der Studie ist, dass die in den Mäusen künstlich hervorgerufenen Tumoren nicht vollständig mit HPV-Tumoren beim Menschen vergleichbar sind. Ob also menschlicher Gebärmutterhalskrebs ähnlich gut auf entsprechende Impfstoffe reagieren würde, ist unklar. Zudem richten sich die nun getesteten Impfstoffe nur gegen Tumoren, die mit HPV-16 assoziiert sind. Dabei handelt es sich zwar nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation um die am stärksten krebsauslösende Variante, doch auch andere Varianten können Ursache für Gebärmutterhalskrebs sein.

Trotz dieser Einschränkungen zeigt die Studie, dass mRNA-Impfstoffe grundsätzlich in der Lage sein können, tatsächlich therapeutisch gegen Tumoren zu wirken. „Unsere Daten sprechen für eine weitere Evaluierung dieser mRNA-Impfstoffe in klinischen Versuchen“, schreiben Ramos da Silva und ihr Team.

Quelle: Jamile Ramos da Silva (University of São Paulo, Brasilien) et al., Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.abn3464

© wissenschaft.de – Elena Bernard