Trotz weitreichender Fortschritte mit neuen Medikamenten und neuen Erkenntnissen in der Biotechnologie ist Krebs weiterhin weltweit eine der häufigsten Todesursachen. Forscher des Oxford Institute of Biomedical Engineering (IBME) arbeiten an einer neuen Behandlungsmethode, die sich als sehr effektiv in der Behandlung vieler Krebsarten herausstellen könnte.


Ultraschall gegen Krebs

Das Problem liegt in der Blutversorgung

In vielen Fällen ist das Problem nicht, dass es kein effektives Medikament für eine Chemotherapie gegen eine bestimmte Art Tumor gibt, sondern dass es schwierig ist, die Medikamente an den Wirkungsort zu transportieren. Gesundes Gewebe hat ein gut strukturiertes Netz von Blutgefäßen und ist gleichmäßig durchblutet. Die Zellen werden ausreichend mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt und teilen sich mit einer konstanten Rate. Bei einem malignen Tumor sieht das anders aus. Seien Zellen teilen sich unkontrolliert und schnell, was zu einem chaotischen Netz aus Blutgefäßen führt. Dadurch gibt es Teile des Tumors, die kaum oder gar nicht durchblutet werden.


Die meisten Arten der Chemotherapie werden systemisch angewandt, die Medikamente werden also in die Blutbahn injiziert. Aufgrund der schlechten Durchblutung gelangen sie häufig nicht an jede Stelle des Tumors, weshalb es es häufig zu Rückfällen kommt. Gleichzeitig ist Chemotherapie aufgrund der systematischen Wirkung häufig mit schweren Nebenwirkungen verbunden.

Der Weg zur perfekten Chemotherapie

Dieser Herausforderung haben sich die Wissenschaftler aus Oxford gestellt. Oder besser: Diesen Herausforderungen. Denn auf dem Weg zu wirksamerer Chemotherapie sind mehrere Hindernisse zu überwinden. Als erstes muss das jeweilige Medikament so umhüllt werden, dass es erst am Tumor freigesetzt wird und nicht an gesundes Gewebe gelangt, wo es die gefürchteten Nebenwirkungen auslöst. Als zweites muss die Konzentration des Medikaments im Tumor selber erhöht werden. Die dritte Herausforderung schließlich ist es, einen Mechanismus zu entwickeln, der es erlaubt, das Medikament im Tumor freizusetzen, wenn eine kritische Reaktion erreicht ist.

Das Team des Oxford Institute of Biomedical Engineering hat eine Methode entwickelt, um ein Medikament mit Nanopartikeln zu umhüllen. Dies verhindert, dass die Medikamente in gesundes Gewebe gelangen und dort Schaden anrichten. Daraufhin experimentierten die Wissenschaftlern mit Methoden, um die Medikamente am Wirkungsort aus den Partikeln herauszulösen. Unter anderem wollte das Team Partikel entwickeln, die auf Änderung des pH-Werts oder der Temperatur reagieren.

Als am effektivsten haben sich aber Partikel herausgestellt, die mit Ultraschall aufgebrochen werden können. Ultraschall wird im Allgemeinen als Bildgebungsmethode genutzt, hat aber den Vorteil, dass es von außerhalb des Körpers und streng lokalisiert angewendet werden kann.

Durch Ultraschall aktiviertes Gas

Um Partikel zu entwickeln, die sich mit Ultraschall aktivieren lassen, haben die Wissenschaftler ein Gas in die Qanopartikel eingebunden, dass sich beim Kontakt mit Ultraschallwellen explosionsartig ausbreitet und das Medikament so aus den Partikeln zwingt. Auf diese Weise lässt sich das jeweilige Medikament bis zu vier Mal so tief in das Tumorgewebe einbringen wie durch die herkömmliche Methode.

Außerdem haben die Forscher Hinweise darauf entdeckt, dass die Ultraschallwellen es für Medikamente einfacher machen, in die Tumorzellen einzudringen. Auf diese Weise wirken diese schneller und führen schneller zum Zelltod.

Außerdem produzieren die kleinen Gasblasen durch Bewegung eigene Ultraschallwellen, die außerhalb des Körpers gemessen werden können. Damit lässt sich ihre Position in Echtzeit verfolgen.

Noch ein langer Weg

In den nächsten 5 Jahren möchten die Forscher ihre neue Methode in klinischen Studien testen. Sie konzentrieren sich dabei auf fünf Klassen von Medikamenten, die sich als extrem wirksam gegen bestimmte Krebsarten herausgestellt haben, aber schwierig in den Tumor gelangen oder inakzeptable Nebenwirkungen haben. Bis Krebs mit Ultraschall behandelt werden kann, wird noch viel Zeit vergehen, aber das Team könnte einen Weg gefunden haben, die chemotherapeutische Behandlung von Krebs zu revolutionieren.

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