Zuckrige Medizin: Impfstoff auf Kohlenhydratbasis gegen Krebs?

30.08.2005: Könnte man sich nicht gegen Krebs impfen lassen? Was wie ein frommer Wunsch klingen mag, ist ein durchaus realistisches Forschungsziel. Amerikanische Forscher sind bei der Entwicklung eines Krebs-Impfstoffes nun einen wichtigen Schritt voran gekommen. Ihr vollsynthetischer Impfstoff-Kandidat besteht aus einem Mehrfach-Zucker, einem Peptid und einem Lipopeptid.

Wie hetzt man das Immunsystem auf - wenn auch entartete, so doch körpereigene - Tumorzellen? Dem Immunsystem muss ein für Tumorzellen charakteristischer Bestandteil in Form eines Impfstoffes präsentiert werden, damit es gegen dieses so genannte Antigen Antikörper bildet. Treten zu einem späteren Zeitpunkt Tumorzellen auf, erkennen die Antikörper das Antigen, binden daran und markieren so die Zelle als Feind, der vernichtet werden soll. Was Tumorzellen von gesunden unterscheidet, ist unter anderem eine abnorm erhöhte Menge bestimmter Mehrfachzucker (Oligosaccharide), die mit verantwortlich für die Bildung von Metastasen sind. Ein solcher Zucker wäre ein geeignetes Antigen. Versuche, Zucker als Basis für einen Impfstoff einzusetzen, scheiterten bisher jedoch. Denn unglücklicherweise sind Kohlenhydrate zwar in der Lage, B-Lymphozyten, nicht aber T-Lymphozyten zu aktivieren. Für eine ausreichende Immunisierung ist aber die Kooperation beider Zelltypen notwendig. Abhilfe schafft es, den Zucker an ein fremdes Träger-Protein zu kuppeln - allerdings eine schlecht steuerbare Reaktion, deren Produkte zudem unerwünschte immunologische Effekte auslösen können.

Das Forscherteam um Geert-Jan Boons an der University of Georgia in Athens fand eine clevere Alternative: Sie synthetisierten einen Drei-Komponenten-Impfstoff. Komponente 1 ist das so genannte Tn-Antigen, ein Mehrfachzucker, der in großer Zahl auf der Oberfläche bestimmter menschlicher Tumorzellen sitzt. Auf gesunden Zellen findet sich Tn dagegen nicht. Komponente 2 ist das Peptid YAF, das einer 20 Aminosäuren langen Sequenz aus einem Membranprotein des Hirnhautentzündungserregers Neisseria meningitides entspricht und T-Lymphozyten aktiviert. Die dritte Komponente ist das Lipopeptid Pam3Cys, ein Peptid mit einem fettartigen Teil, das einer Sequenz aus einem Lipoprotein von Koli-Bakterien nachempfunden wurde. Es soll dem Immunsystem ein zusätzliches "Gefahrensignal" geben. Sein Fettanteil erleichtert zudem den Einbau in Liposomen, kleine Fettkügelchen, die als "Verpackung" für den Impfstoff dienen.

"Mäuse, die mit dem neuen Impfstoff immunisiert wurden, bildeten Antikörper gegen das Tn-Antigen," berichtet Boons. "Damit haben wir bewiesen, dass ein solches Dreiergespann aus Zucker, Peptid und Lipid prinzipiell eine Immunantwort hervorrufen kann - sogar gegen Tumor-Antigene."

Originalveröffentlichung: G.-J. Boons; "Towards a Fully Synthetic Carbohydrate-Based Anticancer Vaccine: Synthesis and Immunological Evaluation of a Lipidated Glycopeptide Containing the Tumor-Associated Tn Antigen"; Angewandte Chemie 2005.