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Antimaterie vom Arzt

Strahlentherapien gegen Krebs schädigen immer auch gesundes Gewebe. Im Juni wird im Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik CERN bei Genf ein Experiment beginnen, dass die Wirkung von Antimaterie auf lebende Zellkulturen untersuchen soll. Die Forscher glauben, dass eine Bestrahlung mit Antimaterie gezielter als die bisherigen Therapien gegen das Tumorgewebe eingesetzt werden kann. Das berichtet das Wissenschaftsmagazin New Scientist.

Die herkömmliche Strahlenbehandlung gegen Krebs arbeitet mit Gamma- oder Röntgenstrahlung. Die Strahlen werden zwar gezielt auf das Tumorgewebe gerichtet, aber es lässt sich nicht verhindern, dass auch das Gewebe, das sie auf dem Weg zum Tumor im Körperinnern durchqueren müssen, geschädigt wird.

Das Ziel der Bestrahlung ist es, die in der DNA der Krebszellen gespeicherte Erbinformation zu zerstören und die Zelle dadurch zu töten. Das Verfahren funktioniert deshalb, weil gesunde Zellen sehr viel besser dazu in der Lage sind, die durch die Strahlung verursachten Schäden zu reparieren als dies die Krebszellen können. Trotzdem sterben bei jeder Bestrahlung auch zahlreiche gesunde Zellen.

Eine bessere Zielgenauigkeit erreicht man mit der Protonentherapie. Protonen sind die Teilchen, aus denen – neben den Neutronen – die Atomkerne bestehen. Protonen schädigen die Zellen, indem sie Atome ionisieren, also Elektronen aus den Atomhüllen herausschlagen. Dabei verlieren die Protonen Energie und werden langsamer.

Der Vorteil dabei: Langsame Protonen geben wesentlich mehr Energie ab als schnelle. Kurz bevor das Proton zum Stillstand kommt, richtet es deshalb den größten Schaden an. Deshalb kann man die Protonen durch geeignete Einstellung der Energie zielgenau auf das Tumorgewebe richten und gleichzeitig die Schäden im gesunden Gewebe gering halten.

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Das Team um Carl Maggiore von der Firma PBbar Medical im kalifornischen Newport Beach vermutet, dass die Bestrahlung mit Antiprotonen noch effektiver ist. Antiprotonen sind die Antiteilchen der Protonen und gehören somit zur Antimaterie, die es in unserem Universum seit kurz nach dem Urknall eigentlich nicht mehr gibt.

Zum einen haben die Antiprotonen die gleichen Vorteile wie die Protonen. Doch wenn das Antiproton im Tumorgewebe zum Stillstand kommt, entreißt es einem der dortigen Atome ein Proton. Bei ihrem Zusammentreffen vernichten sich Proton und Antiproton gemeinsam und erzeugen dabei Gammastrahlen und verschiedene Teilchen wie beispielsweise Pionen.

In einer Computersimulation hat Maggiores Team ausgerechnet, dass diese Teilchen und die Gammastrahlung keinen zusätzlichen Schaden anrichten. Aber der Atomkern, von dessen Protonen sich eines mit dem Antiproton vernichtet, wird instabil und zerfällt. Die relativ langsamen Bruchstücke sind es dann, die im umliegenden Gewebe – bei richtiger Einstellung der Energie ist das das Tumorgewebe – großen Schaden anrichten.

Die Forscher konnten die Verantwortlichen im CERN davon überzeugen, dass ihre Theorie Aussicht auf Erfolg hat. CERN ist das einzige Laboratorium, das Antiprotonen mit geeigneter Energie erzeugen kann. Allerdings rechnet niemand mit schnellen Erfolgen. „Wenn die ersten Experimente vielversprechend sind und es Wert erscheinen lassen, die Sache weiter zu verfolgen, dann gibt es genügend Folgeexperimente, um eine Armee von Wissenschaftlern die nächsten 20 Jahre zu beschäftigen“, sagt Maggiore.

Axel Tillemans
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Ab|bau|soh|le  〈f. 19; Bgb.〉 = Sohle (4.1)

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