Bakterier går til angrep på kreften

Kreftceller myldrer av bakterier. De små parasittene kan spise medisiner, slik at for eksempel cellegift ikke virker. Men nå vil legene utnytte de kreftelskende bakteriene som naturlige missiler som går målrettet etter svulstene.

Kreftceller myldrer av bakterier. De små parasittene kan spise medisiner, slik at for eksempel cellegift ikke virker. Men nå vil legene utnytte de kreftelskende bakteriene som naturlige missiler som går målrettet etter svulstene.

Shutterstock & Ken Ikeda

Det var som å åpne en russisk dukke da legen Ravid Straussman så dypt inn i kreftsvulstene. Som forventet var de full med kreftceller i rask vekst, mens immunceller flokkes omkring dem for å nedkjempe sykdommen.

Men da Straussman zoomet lenger inn med mikroskopet sitt, oppdaget han et dypere lag av liv i svulstene. Skjult inne i selve kreft- og immuncellene myldret det med bakterier som levde som en slags parasitter.

Den israelske legen og kollegene hans fra Weizmann Institute of Science har studert mer enn 1000 kreftsvulster fra sju ulike typer krefttyper – og i 39 prosent av prøvene myldret det av bakterier.

I studien fra mai 2020 fant forskerne mer enn 500 ulike arter av bakterier i kreftsvulster. Særlig utbredte var de i svulster av bryst- og beinkreft samt kreft i bukspyttkjertelen, der de forekom i omkring to tredjedeler av alle tilfeller.

Bakterier i kreftsvulster utgjør tilsynelatende et artsrikt mikrobiom i stil med det vi for eksempel kjenner fra tarmen.

Og slik det lever både godartede og ondartede bakterier i tarmfloraen, tyder alt på at bakterier i kreftsvulster både kan være venner og fiender. Oppdagelsen er en overraskelse for leger og forskere som arbeider med kreft, og den åpner helt nye muligheter for behandlinger som vender bakteriene mot kreftcellene.

Bakterierna i rökares lungcancerceller är specialister på att bryta ner cigarettrökens innehåll av kemiska ämnen som nikotin och toluen.

© SPL

Krefttyper rommer ulike bakterier

Kreftsvulster er hjem for 500 ulike bakteriearter, og de har hver og en forkjærlighet for en bestemt type kreft.

Hver krefttype har sine bakterier

Forskere har tidligere funnet bakterier i kreftsvulster, men ofte har det vært usikkert om de bare stammet fra håndteringen av prøvene. Straussmans resultater avslører ikke bare at bakterier lever og deler seg inne i de fleste kreftcellene. De viser også at bakteriene ikke er der en tilfeldighet, men har en spesiell forkjærlighet for å leve i bestemte krefttyper.

Bakterien Streptococcus infantis finnes for eksempel i opp mot halvparten av alle brystkreftsvulster, men forekommer ikke i andre kreftformer. Sphingomonas yanoikuyae trives derimot utelukkende i forbindelse med beinkreft, der den oppholder seg i omtrent hver andre svulst.

Visse bakterier kan altså nærmest sammenlignes med laserstyrte missiler, og den oppdagelsen åpner helt nye muligheter for å bruke dem i kampen mot kreft.

Vi håper å kunne utvikle nye behandlinger mot kreft ved å forstå bakteriers rolle i svulster. Ravid Straussman, Weizmann Institute of Science

Faktisk har leger i nesten hundre år behandlet kreftsvulster ved å sprøyte inn bestemte bakterier i dem, men det har typisk vært sykdomsfremkallende bakterier som Clostridium, Listeria, Salmonella eller kolerabakterier som ikke bare er farlige for kreftcellene, men også for kroppens friske celler.

Denne typen behandling har derfor vært veldig risikabel og har aldri blitt spesielt utbredt. Men Straussmans oppdagelse innebærer at det er mulig å angripe kreften med bakterier uten å skade andre celler.

Det finns bakterier i de flesta cancerceller, visar Ravid Straussmans forskning. Han har påvisat över 500 olika cancerbakterier.

© Ravid Straussman

Bakterier som Streptococcus infantis og Sphingomonas yanoikuyae, som målrettet oppsøker henholdsvis bryst- og beinkreftceller, er riktignok harmløse, men ved hjelp av genspleising kan mikrobiologene gi dem nye egenskaper og for eksempel få dem til å danne giftstoffer.

Dermed kan bakterier med en naturlig forkjærlighet for bestemte kreftceller forvandles til en slags medisinroboter som styrer rett mot kreftsvulsten når de sprøytes inn i kroppen.

Kreftbakterier lever av tobakksrøyk

Når noen bakteriearter trives i bestemte krefttyper, kan det tyde på at de spiller en spesiell rolle i disse svulstene.

For å avdekke bakterienes funksjon kartla Straussman alle gener i hver svulst. Ved å sammenligne alle disse gensekvensene med en omfattende database over funksjonen til alle kjente gener kunne han fastslå den biokjemiske funksjonen til svulstens bakteriegener.

Straussman oppdaget for eksempel at bakteriene i lungekreftceller fra røykere er spesialister på å bryte ned sigarettrøykens innhold av kreftframkallende kjemiske stoffer som for eksempel nikotin og toluen. Disse bakteriene finnes derimot ikke i lungekreftceller hos ikke-røykere.

Det er vanskelig å behandle kreft i bukspyttkjertelen med cellegift fordi bakterier i kreftcellene spiser medisiner. Løsningen er å gi antibiotika sammen med cellegiften.

© Ken Ikeda & Shutterstock

Uten antibiotika: Bakterier spiser medisiner

Hvis kreftcellen er infisert av gammaproteobakterier (grønn), bryter de ned cellegiften, gemcitabin (blå), og gjør den uvirksom. Kreftcellen kan derfor fortsette med å dele seg.

© Ken Ikeda & Shutterstock

Med antibiotika: Kreftcelle kan ikke dele seg

Når bakteriene dør, kan cellegiften trenge inn i kreftcellens kjerne og hindre den i å kopiere DNA-et sitt. Kreftcellen dør når den forsøker å dele seg.

På samme måte viste Straussmans studier at noen brystkreftpasienters kreftceller inneholder bakterier som bryter ned arsen. Stoffet kan forekomme i for eksempel ris, og når en kvinne inntar det, gjør det cellene i brystene hennes mer følsomme overfor østrogen og øker dermed risikoen for å utvikle brystkreft.

Bakteriene er spesialisert på å utnytte disse kreftframkallende stoffene som næringskilde, så når legene finner nettopp disse bakteriene i kreftcellene til en pasient, kan det fortelle hvordan vedkommendes kreftsykdom har oppstått.

Bakterier bryter ned medisiner

Mens noen bakterier verken er gunstige eller skadelige i forhold til kreften, kan andre bakterier faktisk sabotere behandlingen av sykdommen.

Allerede i 2017 kunne Straussman dokumentere at 76 prosent av alle undersøkte kreftsvulster fra bukspyttkjertelen inneholder bakterier som kan bryte ned legemiddelet gemcitabin, som er en av de mest brukte formene for cellegift.

Nettopp kreft i bukspyttkjertelen er det veldig vanskelig å behandle, og en del av forklaringen kan altså være at bakterier inne i kreftcellene rett og slett spiser legemiddelet før det rekker å virke.

VIDEO: Bakterier lever tett sammen med kreftceller

I den nye studien fra 2020 fant den israelske legen også bakterier i kreftsvulstenes immunceller, og det kan legge hindringer i veien for kreftbehandling med såkalt immunterapi.

Immunforsvarets celler er normalt veldig effektive når det gjelder å slå ned kreftceller før de rekker å utvikle seg til farlige svulster. Angrepet kontrolleres av et protein, PD-1, som sitter på overflaten av visse immunceller.

Ved immunterapi får kreftpasienten et antistoff som nettopp binder seg til PD-1 og dermed styrker immunforsvarets evne til å nedkjempe kreftcellene. Behandlingen er normalt veldig effektiv, men noen pasienter reagerer nesten ikke på den.

Bakterier som infiserer immuncellene, har vært mistenkt for å være årsaken når immunterapi ikke virker, og den mistanken ble styrket av Straussmans studie.

Han oppdaget nemlig at kreftpasienter som ikke reagerer på behandling med immunterapi, veldig ofte har bakterien Gardnerella vaginalis som en uvelkommen gjest i immuncellene sine. Bakterien forekommer derimot sjelden hos pasienter som får hjelp av immunterapien.

Studier fra andre forskere har dokumentert at bakteriene hemmer immuncellenes evne til å danne PD-1. Dermed har ikke antistoffene til immunterapien noe mål, og behandlingen blir virkningsløs.

Immunterapi styrker kroppens eget forsvar mot kreft. Men bakterier i immunforsvarets T-celler kan ødelegge behandlingen. Derfor får kreftpasientene nå antibiotika.

© Ken Ikeda & Shutterstock

Uten antibiotika: Bakterier fjerner målskiven

Immunforsvarets T-celler (t.v.) angripes ofte av Gardnerella-bakterier (grønn). Det senker cellens produksjon av proteinet PD-1 (gul) som er målet for immunterapiens antistoffer (blå).

© Ken Ikeda & Shutterstock

Med antibiotika: Immunsystemet går til angrep

Uten bakteriene produserer T-cellen PD-1, som regulerer immunforsvaret. Når immunterapiens antistoffer binder seg til PD-1, går immunforsvaret til angrep på kreftcellen.

Antibiotika behandler kreft

Den nye kunnskapen om bakterier i kreft- og immunceller kan bane vei for bedre behandlinger.

I 2017 viste Straussmans forsøk på mus med endetarmskreft at cellegiften gemcitabin bare tok livet av kreftcellene hvis stoffet ble gitt i kombinasjon med antibiotika. Konklusjonen på forsøket var at gemcitabin ikke virket når det ble gitt alene fordi bakteriene i kreftcellene spiste legemidlene. På samme måte har kombinasjonen av immunterapi og antibiotika i visse tilfeller gitt lovende resultater.

Ved å se dypere inn i kreftsvulster har Straussman åpenbart et hittil ukjent samspill mellom kreft- og immunceller og de bakteriene som lever i dem.

Det ser ut til at det spiller en sentral rolle for kreftsvulsters utvikling, og oppgaven for Straussman og andre forskere er nå å utnytte de små parasittene i nye kreftbehandlinger og kanskje forhindre at sykdommen oppstår.