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Gesundheit|Medizin

Radioaktives Implantat gegen Pankreaskrebs

Pankreaskrebs
Bauchspeicheldrüsenkrebs ist besonders aggressiv und schwer heilbar. © Raycat/ iStock

Im Tierversuch haben Forscher erfolgreich einen neuen Behandlungsansatz gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs getestet. Dabei implantierten sie Mäusen ein gelartiges, radioaktives Implantat direkt in den Tumor. In Kombination mit Chemotherapie sorgte die radioaktive Strahlung innerhalb des Tumors dafür, dass sich diese normalerweise hartnäckige Krebsart bei fünf von sechs Mäusen komplett zurückbildete. Sollten weitere Tierversuche ebenfalls positive Ergebnisse bringen, streben die Forscher klinische Studien am Menschen an.

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist eine der aggressivsten und am schlechtesten zu behandelnden Krebsarten. Obwohl Pankreastumoren nur 3,2 Prozent aller Krebsfälle ausmachen, sind sie die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache. Ein Grund dafür ist, dass die Tumoren zu genetischen Mutationen neigen, die sie gegen viele Medikamente resistent machen. Zudem werden sie oft zu spät erkannt, sodass sich bereits Metastasen gebildet haben. Bei der aktuellen Standardbehandlung wird eine Chemotherapie, die die Tumorzellen in einem für Strahlung anfälligen Stadium hält, mit Strahlentherapie kombiniert. Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, eine ausreichend hohe Strahlendosis zum Tumor zu bringen, ohne schwerwiegende Nebenwirkungen hervorzurufen.

Bestrahlung von innen

Ein neuer Ansatz besteht deshalb darin, radioaktives Material direkt in den Tumor zu implantieren, sodass die Strahlung nicht erst viele Schichten gesunden Gewebes durchdringen muss. Bisherige Versuche hatten allerdings ein entscheidendes Problem: Damit sich das radioaktive Material nach der Implantation nicht im Körper verbreiten kann, wurde es in Titan eingeschlossen. Dieses Metall ist jedoch nur für Gammastrahlung durchlässig, die sich auch weit über den Tumor hinaus ausbreitet und das umliegende Gewebe schädigt. Entsprechende Implantate können daher nur kurz im Körper bleiben, bevor die Schäden den Nutzen überwiegen.

„Es gibt im Moment einfach keinen guten Weg, Bauchspeicheldrüsenkrebs zu behandeln“, sagt Jeffrey Schaal von der Duke University in Durham. Gemeinsam mit seinem Team hat er nun womöglich eine Lösung für dieses Problem gefunden: Statt Titan nutzten die Forscher eine Substanz aus sogenannten elastinähnlichen Polypeptiden (ELPs). Dabei handelt es sich um synthetische Ketten von Aminosäuren, die bei Raumtemperatur flüssig sind, sich in der Wärme des Körpers aber miteinander verbinden und ein stabiles Gel bilden.

Gel als Depot für radioaktives Material

In dieses Gel betteten Schaal und seine Kollegen radioaktive Atome ein – in diesem Fall Iod-131, ein radioaktives Isotop, das bereits seit Jahrzehnten in der Medizin eingesetzt wird. Das Iod-131 sendet Betastrahlung aus, die das Biogel durchdringt und den Tumor erreicht. Dort wird die Strahlung fast vollständig absorbiert, sodass das umliegende Gewebe geschont wird. Das Gel wiederum hält das radioaktive Iod an Ort und Stelle. Mit der Zeit löst es sich in seine einzelnen Aminosäuren auf und wird vom Körper abgebaut – allerdings erst, nachdem das radioaktive Material in eine harmlose Form zerfallen ist. „Die Betastrahlung verbessert auch die Stabilität des ELP-Biogels“, erklärt Schaal. „Das hilft dem Depot, länger zu halten und sich erst dann abzubauen, wenn die Strahlung verbraucht ist.“

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Um die Wirksamkeit ihres neuen Ansatzes zu testen, nutzten die Forscher verschiedene Mausmodelle. Zum einen pflanzten sie Tumoren, die die für Bauchspeicheldrüsenkrebs typischen Mutationen trugen, unter die Haut von Mäusen. Zum anderen erzeugten sie bei einer weiteren Gruppe von Mäusen Tumoren direkt in der Bauchspeicheldrüse, wo sie aufgrund der Lage mitten im Körper schwieriger zu behandeln sind. Manchen der Mäuse implantierten sie das neu entwickelte radioaktive Gel-Implantat in den Tumor und behandelten sie zusätzlich mit dem Chemotherapeutikum Paclitaxel. Andere Gruppen von Mäusen erhielten entweder nur das Implantat, nur die Chemotherapie oder keine Behandlung.

Tumoren zurückgebildet

„Die Chemotherapie allein zeigte einen minimalen Effekt“, berichten die Forscher. „Nur eine von sechs Mäusen sprach teilweise darauf an.“ Während unbehandelte Mäuse rund 21,5 Tage überlebten, lebten Mäuse aus der Chemotherapie-Gruppe durchschnittlich 25 Tage. Das radioaktive Implantat allein verlängerte die durchschnittliche Überlebenszeit auf 38 Tage und hemmte das Tumorwachstum. Am wirksamsten war jedoch die Kombination: „Bei allen so behandelten Mäusen beobachteten wir einen signifikanten Rückgang des Tumors, bei fünf von sechs Tieren bildete sich der Tumor sogar vollständig zurück“, so die Forscher. Durchschnittlich überlebten die Tiere 100,5 Tage.

„Wir denken, dass die konstante Bestrahlung es den Medikamenten ermöglicht, stärker mit den Auswirkungen der Bestrahlung zu interagieren, als dies bei der externen Strahlentherapie möglich ist“, erläutert Schaal. „Das lässt uns vermuten, dass dieser Ansatz auch bei vielen anderen Krebsarten besser funktionieren könnte als die externe Strahlentherapie.“ Abgesehen von den Nebenwirkungen der Chemotherapie beobachteten sie bei den mit dem neuen Ansatz behandelten Mäusen keine zusätzlichen Nebenwirkungen.

Anwendung am Menschen noch weit entfernt

Ob und wann die Methode Eingang in die klinische Praxis finden kann, ist im jetzigen Stadium noch unklar. Im nächsten Schritt wollen Schaal und seine Kollegen weitere Tierversuche durchführen, in denen sie untersuchen, inwieweit die neue Methode mit vorhandenen klinischen Instrumenten und Techniken durchgeführt werden kann. Sollten auch diese Versuche erfolgreich verlaufen, streben die Forscher erste klinische Studien am Menschen an.

Quelle: Jeffrey Schaal (Duke University, Durham, USA) et al., Nature Biomedical Engineering, doi: 10.1038/s41551-022-00949-4

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