Studie

Gehirntumoren: Nebenwirkungen der Behandlung verringern

Ein interdisziplinäres Forschungsteam entwickelt neue Materialien für lokale Behandlungsstrategien bei chronischen Gehirnerkrankungen. Zur Behandlung von Glioblastomen stellte es kürzlich einen Ansatz für eine besondere Silikonstruktur vor.

Glioblastom

Größe und Aufbau der wenige Millimeter großen Silikonstrukturen können individuell bestimmt werden, je nach Art des Tumors. | Florian Rasch

Glioblastome gehören zu den aggressivsten Gehirntumoren bei Erwachsenen. Durch ihr schnelles Wachstum und ihre Verschiedenartigkeit sind Glioblastome schwer zu behandeln. Operativ lassen sich die bösartigen Tumoren in der Regel nicht vollständig oder dauerhaft entfernen. Im Anschluss folgt daher eine kombinierte Strahlen- und Chemotherapie, die allerdings mit Nebenwirkungen auf den gesamten menschlichen Körper verbunden sein kann. Als mögliche Alternative werden daher sogenannte lokale Therapieansätze erforscht. Diese wirken nicht systemisch, sondern setzen medizinische Wirkstoffe in geringer Konzentration gezielt dort frei, wo sie tatsächlich benötigt werden. Dies kann dabei helfen, den gesamten Körper zu entlasten und Nebenwirkungen zu reduzieren.

Glioblastom

Forscher vom DKFZ in Heidelberg entdeckten ein Protein, das den Transport von Fettsäuren in die Mitochondrien verstärkt. Damit erschließen sich die Glioblastomzellen eine Energiequelle für ihre rasante Zellteilung. Diese Entdeckung bietet künftig vielleicht neue Therapieansätze für einen aggressiven Tumor mit bisher schlechter Prognose.

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An solch schonenderen Therapien forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Materialwissenschaft und der Medizin der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel. Im Graduiertenkolleg 2154 „Materials for Brain“ entwickeln sie gemeinsam neue Materialien für lokale Behandlungsstrategien bei chronischen Gehirnerkrankungen wie Epilepsie, Aneurysmen oder Tumoren. Zur Behandlung von Glioblastomen stellten sie kürzlich einen Ansatz für eine besondere Silikonstruktur vor. Mit ihr könnten medizinische Wirkstoffe über einen langen Zeitraum kontrolliert an das Gehirn abgegeben und Tumoren so schonender behandelt werden. Ihre Studie erschien im Journal ACS Biomaterials Science & Engineering und zusätzlich als Titelbild der Ausgabe.

Tunnel mit unterschiedlichen Wirkstoffen

„Bisherige lokale Ansätze können große Mengen an Wirkstoff in kurzer Zeit freisetzen. Wir wollen Medikamente aber über eine längere Zeit kontinuierlich abgeben, um das Tumorwachstum länger zu hemmen“, erklärt Materialwissenschaftler Florian Rasch, einer der Erstautoren der Kieler Studie. In engem Austausch zwischen Materialwissenschaft und Medizin entwickelte das Forschungsteam eine spezielle, wenige Millimeter große Materialstruktur aus biokompatiblem Silikon, die medizinische Wirkstoffe abgeben kann. In das Material ätzten sie feine Tunnel mit einem Durchmesser von etwa zwei Mikrometern, was einem Zehntel eines menschlichen Haares entspricht. „Diese Tunnel bilden ein dicht verzweigtes Netzwerk, das wir mit unterschiedlichen Wirkstoffen befüllen können“, erläutert der Doktorand aus der Arbeitsgruppe „Funktionale Nanomaterialien“.

Im Anschluss an die operative Entfernung eines Glioblastoms wird das Material direkt im Gewebe des Gehirns platziert, so das Ziel des Forschungsteams. Dort soll der Wirkstoff langsam aus dem Tunnelnetzwerk entweichen und vor Ort seine therapeutische Wirkung entfalten. „Je geringer die Anzahl der Tunnelöffnungen im Material und damit der Zugänge nach draußen, desto länger dauert es, bis der komplette Wirkstoff an das Gehirn abgegeben ist“, erklärt Christina Schmitt. Sie hat als Doktorandin am Anatomischen Institut Kiel an der Studie mitgewirkt und ihre Promotion im Bereich Life Sciences mittlerweile abgeschlossen.