Ultraschall ermöglicht es einem Chemotherapeutikum, in das menschliche Gehirn einzudringen

Das Knacken des Codes für die Behandlung von Hirntumoren könnte damit beginnen, den Schutzschild des Gehirns zu knacken.

Nahezu undurchdringliche Wände aus vollgepackten Zellen säumen die meisten Blutgefäße des Gehirns. Obwohl diese Blut-Hirn-Schranke das Organ vor schädlichen Eindringlingen schützt, verhindert sie auch, dass viele Medikamente das Gehirn erreichen.

Jetzt können Wissenschaftler ein starkes Chemotherapeutikum in das menschliche Gehirn bringen, indem sie dessen Schutzschild mit Ultraschall und winzigen Bläschen vorübergehend öffnen. Die klinische Studie im Frühstadium, beschrieben am 2. Mai in der Lancet-Onkologiekönnte zu neuen Behandlungen für Menschen mit Hirntumoren führen.

Bessere Behandlungen sind insbesondere für das Glioblastom, eine häufige und aggressive Art von Hirntumor, erforderlich. Auch nach der chirurgischen Entfernung neigt eine andere Masse dazu, an ihrer Stelle zu wachsen.

„Es gibt wirklich keine etablierte Behandlung für das Wiederauftreten der Tumore“, sagt der Neurochirurg Adam Sonabend von der Feinberg School of Medicine der Northwestern University in Chicago. Patienten mit rezidivierenden Glioblastomen „haben keine sinnvollen therapeutischen Optionen, also haben wir neue Wege für ihre Behandlung erforscht.“

Nachdem der anfängliche Tumor entfernt wurde, erhalten die Patienten typischerweise ein relativ schwaches Chemotherapeutikum, das die Barrikade des Gehirns umgehen kann. Wirksamere Medikamente könnten helfen, jede noch bestehende Krankheit zu zerstören – wenn die Medikamente die Barriere durchbrechen könnten.

Sonabend und Kollegen wandten sich einer explorativen Methode mit Ultraschall zu, mit der es bereits gelungen ist, die Blut-Hirn-Schranke beim Menschen kurzzeitig zu öffnen (SN: 11.11.15). Eine Person erhält zunächst eine intravenöse Injektion einer Flüssigkeit, die mit mikroskopisch kleinen Bläschen übersät ist, die die Blutgefäße des Körpers füllen. Diese Technik wird bereits routinemäßig zur Visualisierung von Gefäßen in der Ultraschallbildgebung eingesetzt. Im Zielgebiet des Gehirns schütteln Ultraschallwellen die Mikrobläschen,Aufhebeln der dicht gepackten Blutgefäßwände.

Um die Sicherheit und Dosierung dieser Verabreichungsmethode und dieses Medikaments zu untersuchen, wurde 17 Personen der nachgewachsene Tumor entfernt und ein Ultraschallgerät in ihren Schädel neben der verbleibenden Höhle implantiert. Die Patienten erhielten dann zwischen zwei und sechs Behandlungsrunden im Abstand von drei Wochen.

Während jeder Sitzung wurden den Teilnehmern 30 Sekunden lang Mikrobläschen injiziert und sie erhielten gleichzeitig fast fünf Minuten lang Ultraschallpulse. Die Wellen erreichten einen bestimmten Bereich des Gehirns, der die Tumorhöhle umfasste, und drangen fast 8 Zentimeter tief ein. Darauf folgte eine 30-minütige intravenöse Infusion von Paclitaxel, einem wirksamen Medikament zur Behandlung von Lungen-, Brust- und anderen Krebsarten. Es kann normalerweise nicht auf das Gehirn zugreifen.

In dem per Ultraschall gezappten Hirngewebe fanden die Forscher fast viermal so viel Paclitaxel im Vergleich zu Gewebe außerhalb des Bereichs. MRT-Scans und ein spezieller Farbstoff zeigten, dass sich die Blut-Hirn-Schranke innerhalb von 60 Minuten größtenteils wieder schloss.

Insgesamt wurden Paclitaxel und die Verabreichungsmethode bis zur getesteten Höchstdosis von 260 Milligramm pro Quadratmeter, der von der US-amerikanischen Food and Drug Administration für Brustkrebs zugelassenen Dosis, gut vertragen. Einige Patienten berichteten jedoch über vorübergehende Nebenwirkungen wie Kopfschmerzen und Verwirrtheit.

Ein fluoreszierender Farbstoff kann in das Gehirn eindringen (siehe Abbildung), nachdem die Forscher die Blut-Hirn-Schranke mit Ultraschall und Mikrobläschen vorübergehend geöffnet haben. Diese Barriere ist für viele Medikamente, einschließlich starker Chemotherapeutika, normalerweise undurchdringlich.

„Dies ist definitiv ein sehr interessantes Paradigma, das nicht nur auf das Glioblastom, sondern auch auf andere Hirntumoren angewendet werden kann“, sagt der pädiatrische Radioonkologe Cheng-Chia Wu vom Irving Medical Center der Columbia University in New York City, der nicht an der Arbeit beteiligt war. Es „schafft eine ganze Reihe von Möglichkeiten“.

Obwohl diese klinische Studie im Frühstadium einen Hoffnungsschimmer bietet, weist Wu darauf hin, dass es einige Zeit dauern wird, diese potenzielle Behandlung weiter zu testen. Aber eines Tages könnte es dazu beitragen, die Lebensspanne von Glioblastom-Patienten nach der Diagnose zu verlängern, die im Durchschnitt etwas mehr als ein Jahr beträgt.

Im Moment, sagt Wu, „ist dies definitiv ein sehr guter erster Schritt in die richtige Richtung.“

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