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Die Frau, die die fehlende Verbindung zwischen Viren und Krebs enthüllte

Wenn Sie ein jugendliches Mädchen sind, das in den USA jährlich untersucht wird, wird Ihr Arzt mit ziemlicher Sicherheit überprüfen, ob Sie den HPV-Impfstoff erhalten haben, der auch als Gardasil bekannt ist. Der Impfstoff, der zu 100 Prozent gegen bestimmte Stämme des humanen Papillomavirus wirkt, ist ein Kinderspiel. Heute ist es nur eine der Standard-Impfstoffbatterien, die für jugendliche Jungen und Mädchen im ganzen Land empfohlen werden. Als es 2006 zum ersten Mal von der Food and Drug Administration genehmigt wurde, war es revolutionär.

Bis in die 1960er-Jahre hielten Wissenschaftler die Idee eines krebserregenden Virus für absurd. Zur gleichen Zeit starben mehr als 8.000 Frauen pro Jahr an Gebärmutterhalskrebs, und Forscher konnten nicht herausfinden, was die Ursache dafür war. Erst 1976 identifizierte ein Virologe namens Harald zur Hausen das humane Papillomavirus, eines der ersten bekannten Viren, die zu menschlichem Krebs führen. Von 1975 bis 2014 sanken die Todesfälle durch Gebärmutterhalskrebs um 50 Prozent. In Zukunft könnten durch eine weitverbreitete Impfung die Fälle von Gebärmutterhalskrebs nach Angaben des National Cancer Institute um bis zu 90 Prozent gesenkt werden.

Der Aufstieg von Impfstoffen wie Gardasil ist eine wesentliche Veränderung in der Sichtweise der Forscher auf die Krebsentstehung. Und doch ist einer seiner Hauptakteure fast unbekannt. Bereits in den 1950er-Jahren war die Bakterialologin Sarah Stewart Pionierin des Konzepts, dass Viren zu Krebs führen könnten - und wurde aufgrund ihrer ketzerischen Ideen beinahe aus der wissenschaftlichen Community verbannt. 1957 zeigte sie, dass das Polyomavirus bei Mäusen Krebstumoren hervorrufen kann. Diese Erkenntnis veränderte grundlegend die Art und Weise, wie Forscher Krebs behandelten und verhinderten. Stewart hatte nicht einmal Krebs auf dem Radar, als sie ihre wissenschaftliche Karriere begann - aber sobald sie in die Onkologie eingetreten war, würde das Gebiet nie mehr dasselbe sein.

Stewart wurde am 16. August 1906 im mexikanischen Bundesstaat Jalisco als eines von vier Kindern geboren. Ihr Vater George, ein amerikanischer Bergbauingenieur, der Gold- und Silberminen in der Region besaß, lernte ihre Mutter Maria Andrade im Bundesstaat kennen und heiratete sie. Über ihre Eltern und ihre Kindheit wissen wir sonst wenig. Doch 1911 wurde das Leben der Familie in Mexiko durch lokale und nationale Unruhen infolge des französischen Exils von Präsident Porfirio Diaz und des Beginns der mexikanischen Revolution unterbrochen. Die mexikanische Regierung befahl Stewart und ihrer Familie zu gehen und sie flohen nach Cottage Grove, Oregon, wo George Land besaß.

Als Stewart in der High School war, zog die Familie nach New Mexico. Am Ende besuchte Stewart das College der New Mexico State University in Las Cruces und studierte Hauswirtschaft. Es war zu dieser Zeit das beste offene Hauptfach für Frauen und bot die gleichen Kurse wie ein allgemeinwissenschaftliches Studium für Männer. "Wir haben Chemie und alle anderen Kurse belegt, zusammen mit allen anderen", sagte Stewart in einem Interview mit dem Historiker Wyndham Miles aus dem Jahr 1964. „Die Mädchen haben die gleichen Kurse besucht wie die Stipendiaten.“ Bis zu ihrem Abschluss im Jahr 1927 hatte sie zwei Bachelor-Abschlüsse in Hauswirtschaft und allgemeinen Wissenschaften erworben.

Nach seinem Abschluss unterrichtete Stewart Hauswirtschaft an einer kleinen High School in Tatum, New Mexico. Es war die einzige Option, die ihr zur Verfügung stand - aber es war nicht genug. „Nach einem halben Jahr… habe ich mich um ein Stipendium beworben, indem ich willkürlich Orte im ganzen Land ausgesucht habe“, erinnerte sie sich später. Bald bekam sie einen Bissen von der University of Massachusetts, wo sie ein Stipendienangebot für ihr Abschlussprogramm annahm und 1930 einen Master in Mikrobiologie erwarb.

Im selben Jahr nahm sie eine Position als erste Bakteriologin an der Colorado Experimental Station in Fort Collins ein, einem landwirtschaftlichen Forschungszentrum, in dem sie an stickstofffixierenden Bakterien arbeitete, um eine bessere Ernte zu erzielen. "Ich habe dort drei Jahre lang gearbeitet", sagte sie, "und es war die Bodenbakteriologie, die mich nicht interessierte, also habe ich beschlossen, meinen Doktortitel zu machen."

Stewart-Porträt Die NMSU-Absolventin Sarah Elizabeth Stewart war eine Pionierin auf dem Gebiet der viralen Onkologie. Dieses Porträt von ihr wurde 1969 aufgenommen. (Foto mit freundlicher Genehmigung der New Mexico State University)

Sie begann 1933 an der Medizinischen Fakultät der Universität von Colorado in Denver zu promovieren. Doch zwei Jahre nach ihrer Promotion nahm Stewart eine unbezahlte Position an den National Institutes of Health als wissenschaftliche Mitarbeiterin von Ida Bengtson ein, der ersten Wissenschaftlerin, die arbeitete im öffentlichen Gesundheitswesen. Schließlich übernahm Stewart Bengtsons Arbeit in Anaerobier, Organismen, die ohne Sauerstoff überleben. Gangrän, eine anaerobe Infektion, war bei Kriegswunden weit verbreitet, und Stewart half bei der Entwicklung von Toxoiden zur Behandlung und Immunisierung von Gangrän, die später im Zweiten Weltkrieg eingesetzt wurden.

Stewart promovierte 1939 an der University of Chicago, während sie für das NIH tätig war. Zu diesem Zeitpunkt interessierte sie sich wieder nicht mehr für Anaerobier und Toxoide. Sie verließ das NIH 1944 mit der Absicht, ein Medizinstudium zu absolvieren und in die Krebsforschung überzugehen. Aus irgendeinem Grund wurde sie zu diesem Zeitpunkt von der Überzeugung ergriffen, dass es einen Zusammenhang zwischen Viren und Krebs gibt. "Ich hatte immer das Gefühl, dass bestimmte Krebsarten durch Viren verursacht werden", sagte sie. Aber sie hatte keine Ahnung, wie umstritten ihre Ideen sein würden. "Es gab ein enormes Gefühl gegen Viren und Krebs, das ich nie, nie bemerkt hatte."

Der erste Hinweis darauf, dass es eine lange Schlacht bergauf werden würde, kam, als sie dem NIH einen Vorschlag vorlegte, in dem sie um Unterstützung für das Studium von Tumoren und viraler Ätiologie bat. Sowohl das NIH als auch das National Cancer Institute (NCI) lehnten dies ab und sagten, dass sie nicht für die Erforschung des Menschen qualifiziert sei - sie habe noch nie in Wissenschaften gearbeitet, an denen Säugetiere direkt beteiligt waren, geschweige denn Menschen - und dass ihr Vorschlag „zweifelhaft“ sei Um die nötige Erfahrung zu sammeln und ihre Legitimität zu stärken, entschied sich Stewart für ein Medizinstudium.

Es gab nur ein Problem: 1944 durften sich Frauen an den meisten amerikanischen medizinischen Fakultäten noch nicht als Vollschülerinnen einschreiben. Durch einen Glücksfall fand Stewart einen Workaround. Sie nahm eine Stelle an der Georgetown University Medical School als Dozentin für Bakteriologie an, wodurch sie kostenlose medizinische Kurse belegen konnte, auch wenn sie nicht als Vollzeitstudentin galt. Im Jahr 1947 begann die medizinische Fakultät, Frauen aufzunehmen, und sie schrieb sich offiziell ein. Im Jahr 1949, im Alter von 43 Jahren, erwarb Stewart als erste Frau einen Abschluss in Georgetown-Medizin.

Stewart kehrte an das NIH zurück, erhielt jedoch weiterhin keine Möglichkeit, Krebs zu untersuchen. Stattdessen nahm sie eine vorübergehende Stelle in einem Krankenhaus in Staten Island an, wo sie der Gynäkologie zugeteilt wurde. Alan Rabson, ein Forscher und späterer stellvertretender Direktor von NCI, erinnerte sich in einem Interview von 1987 daran, dass Stewart nach ihrem Aufenthalt auf Staten Island „zurückkam und sagte, sie sei jetzt bereit zu beweisen, dass Krebs [durch Viren] verursacht wurde. Der Regisseur hat gesagt, dass du nicht hier bist. Sie ließen sie also nicht zurückkommen. “Doch Stewart wurde zum medizinischen Direktor des United States Public Health Service Commissioned Corps ernannt und nahm eine Position beim NCI in Baltimore ein, wo sie endlich die professionelle Hebelwirkung und die Ressourcen hatte, um ihre Arbeit aufzunehmen im Ernst.

Zu diesem Zeitpunkt waren die Onkologen noch nicht bereit zu bedenken, dass Viren beim Menschen Krebs erzeugen könnten. In einem Interview mit Smithsonian.com gibt Gregory Morgan, Historiker und Wissenschaftsphilosoph am Stevens Institute of Technology, zwei Gründe dafür an. "Es gab einige Leute, die dachten, dass die Umwelt Krebs verursacht und verschiedene Chemikalien Krebs verursachen könnten", erklärt er. „Das andere, was die Leute erwartet hatten, war, dass Krebs, wenn er eine virale Ursache hatte, ähnliche Muster wie Infektionskrankheiten aufweisen würde. Wenn also jemand Krebs hätte, könnten sie ihn theoretisch auf einen anderen übertragen. Und diese Muster wurden nicht wirklich gesehen. “

Stewarts Suche nach einer viralen Basis für Krebs war nicht beispiellos. 1911 entdeckte der Virologe Peyton Rous das Rous-Sarkom-Virus, das Krebs bei Hühnern übertragen könnte. Richard Shope, ein Arzt und Virologe, entdeckte 1933 das Shope-Papillom-Virus, das bei Kaninchen Keratinkarzinome verursachte, und drei Jahre später zeigte der Biologe John Bittner, dass das Mäusemammatumor-Virus von einer Mutter-Maus auf ihre Jungen übertragen werden konnte ihre Milch. Es war jedoch Ludwig Gross 'Arbeit über Leukämie bei Mäusen in den 1950er Jahren, die zum ersten großen Durchbruch in der Virus-Krebs-Beziehung führte - und diese Arbeit nahm Stewart auf, als sie 1951 zum NCI wechselte.

Gross, ursprünglich Immunologe, hatte ebenfalls Mühe, sich Respekt für seine Forschung zu verschaffen. Als er 1951 im Keller des Veterans Administration Hospital in der Bronx arbeitete, entdeckte er ein murines Leukämievirus, das später seinen Namensvetter trug. Neugeborenen Mäusen injizierte Gross eine Aufschlämmung von zerkleinerten Mausorganen, von denen bekannt war, dass sie Leukämie aufweisen, und stellte fest, dass die Mäuse auch Tumore aufwuchsen. Später versuchten Stewart und Bernice Eddy vom Biologics Control Laboratory dasselbe Experiment. Anstatt seine Ergebnisse zu replizieren, wuchsen bei ihren Mäusen Tumore anderer Art. "Ich habe versucht, seine Arbeit zu bestätigen, und anstatt Leukämien zu bekommen, bekam ich Tumoren der Parotis", erklärte Stewart. "Das waren Tumoren, die bei Mäusen noch nie als spontane Tumoren beobachtet worden waren."

Im Jahr 1953 veröffentlichten sowohl Stewart als auch Gross Artikel zu diesen induzierten Parotistumoren im Abstand von nur wenigen Monaten. Stewart und Eddy waren in ihren Schlussfolgerungen konservativ und vertraten die Ansicht, dass ein „Erreger“ den Krebs verursacht habe, vermied es jedoch, ihn als krebserregendes Virus zu bezeichnen, von dem sie wussten, dass es kontrovers wäre. Sie betitelten ihre Arbeit mit "Leukämie bei Mäusen, die durch ein in AKR-Leukämie-Geweben vorhandenes filtrierbares Mittel hervorgerufen wurden, mit Hinweisen auf ein von demselben Mittel hervorgerufenes Sarkom." Ergebnisse zuerst und daher verdient Kredit.

Während die Debatte über die ordnungsgemäße Zuschreibung tobte, behielt Stewart den Preis im Auge. Sie wusste, dass sie eine Kausalität zwischen dem Erreger und den Tumoren herstellen musste, um die Meinung der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu beeinflussen. Also wandte sie sich der Zellkultur zu. Zuerst isolierte Stewart Tumorextrakte, die sie zuerst in Affenzellen und dann in Mausembryonen kultivierte. Sie und Eddy stellten fest, dass die Flüssigkeiten, die sie aus den Mausembryokulturen geerntet hatten, größere Mengen des tumorinduzierenden Virus enthielten. Die folgende Veröffentlichung von 1957, "Neoplasmen bei Mäusen, die mit einem in Gewebekultur befindlichen Tumoragens beimpft worden waren", kam zu dem Schluss, dass "die vernünftigste Hypothese ist, dass es sich um ein Virus handelt".

Stewart Mit Bild Sarah Stewart im Jahr 1971. Stewart war ein ehemaliger medizinischer Direktor des National Cancer Institute. Er war ein mexikanisch-amerikanischer Forscher, der Pionierarbeit auf dem Gebiet der viralen Onkologie leistete und nachwies, dass sich krebserregende Viren von Tier zu Tier verbreiten können. Sie und Bernice Eddy haben gemeinsam das erste Polyomavirus entdeckt, und das Stewart-Eddy-Polyomavirus ist nach ihnen benannt. (Nationales Krebs Institut)

Das von ihnen identifizierte Virus verursachte neben Parotistumoren etwa 20 weitere Arten von Tumoren. Daher schlug Eddy vor, es als Polyomavirus zu bezeichnen, was wörtlich „viele Tumoren“ bedeutet. 1958 wuchs das Virus zum ersten Mal in Gewebekultur und es wurde zu ihren Ehren als SE-Polyomavirus (Stewart-Eddy) bezeichnet . Die Aufklärung des Zusammenhangs zwischen Viren und Krebs führte bald zu einer Vielzahl von Forschungsansätzen, mit denen die Wissenschaftler die Entwicklung des Burkitt-Lymphoms und der Hodgkin-Krankheit besser nachvollziehen konnten. "Der ganze Ort ist explodiert, nachdem Sarah Polyoma gefunden hat", sagte Rabson. John Heller, der damalige Direktor von NCI, sagte gegenüber dem TIME Magazine, dass der Virus-Krebs-Zusammenhang "das Heißeste in der Krebsforschung" sei.

Diana Pastrana, leitende technische Laborleiterin am NIH, arbeitet seit 11 Jahren an Polyomen und seit 19 Jahren an Papillomen. Sie ist nach wie vor beeindruckt, wie effektiv das Virus im genetischen Maßstab ist. Während die menschliche DNA Milliarden von Basenpaaren enthält, um alle Eigenschaften zu codieren, die wir zum Überleben benötigen, „hat dieses Virus nur fünftausend Basenpaare, um dies zu tun“, sagt sie. "Und innerhalb dessen kann es viele komplexe Dinge bewirken." Seit Anfang der 2000er Jahre, so Pastrana, konnten Forscher immer mehr über die Beziehung von Polyma zu menschlichen Krankheiten herausfinden.

Ohne die Beharrlichkeit von Stewart und Eddy wäre der HPV-Impfstoff „niemals passiert“, sagt Pastrana. „Dank ihrer anfänglichen Arbeit wurde vieles verstanden. Nicht nur, dass Viren Krebs verursachen können, sondern auch alles, was mit Krebs zu tun hat, wie die ersten Gene, die sie mit Krebs in Verbindung bringen konnten, war auf ihre Arbeit zurückzuführen. “Die Arbeit des Paares eröffnete völlig neue Forschungswege, einschließlich der Suche für onkogene Viren beim Menschen. Für den Rest ihrer Karriere verbrachte Stewart ihre Zeit damit, die Viren aufzuspüren, die zu menschlichem Krebs beitrugen. In ihrer letzten Veröffentlichung aus dem Jahr 1972 berichtete sie über die möglichen Spuren eines Virus in einem menschlichen Sarkom.

Während Stewart ihre wissenschaftlichen Kenntnisse zum Verständnis von Krebs anwendete, konfrontierte sie ihn persönlich mit Krebs. Bei ihr wurde zuerst Eierstockkrebs diagnostiziert, später Lungenkrebs, der 1976 ihr Leben beendete. Eddy, der Stewarts langjähriger Freund und Kollege wurde, sagte, Stewart habe ihre Forschungen fortgesetzt, bis sie 1974 zu krank wurde, um zu arbeiten.

Als Stewart das Feld betrat, war die Virenforschung nicht auf dem Radar des National Cancer Institute. Bis 1960 gab das NCI 3, 9 Millionen Dollar pro Jahr aus, um die Verbindungen zu untersuchen, die Stewart laut Wall Street Journal gefunden hatte . Heute verfügt das NIH über ein Budget von 70 Millionen Dollar für die Krebsprävention, das die Erforschung von Viren und Krebs beinhaltet. Obwohl Stewart den Gardasil-Impfstoff und andere Erfolge, die ihre Arbeit mit sich brachte, nicht mehr erleben würde, lebte sie lange genug, um zu sehen, wie sich ihr Feld vom Rand der Wissenschaft zum Mainstream verlagerte.

Die Frau, die die fehlende Verbindung zwischen Viren und Krebs enthüllte