Wissenschaftler wollen Nebenwirkungen bei Behandlung von Gehirntumoren verringern

Kiel – An schonenden Therapien für Patienten mit dem aggressiven Hirntumor Glioblas­tom arbeitet ein interdisziplinäres Forschungsteam aus der Materialwissenschaft und der Medizin der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel.

Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft ge­förderten Graduiertenkollegs 2154 „Materials for Brain“. Die Wissenschaftler haben ihre bisherigen Arbeitsergebnisse in der Fachzeitschrift ACS Biomaterials Science & Enginee­ring publiziert (DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c00094).

Glioblastome gehören zu den aggressivsten Gehirntumoren bei Erwachsenen. Operativ lassen sich die bösartigen Tumore 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.

Wissenschaftler arbeiten daher an lokalen Therapieansätzen. Das Ziel ist, medizinische Wirkstoffe in geringer Konzentration gezielt dort freizusetzen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Die Kieler Wissenschaftler haben dafür eine Silikonstruktur entwickelt.

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“, erläuterte der Materialwissenschaftler Florian Rasch.

So können medizinische Wirkstoffe über einen langen Zeitraum kontrolliert an das Gehirn abgegeben werden. „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“, so Rasch.

Die Wirkstoffabgabe können die Forschenden individuell an den jeweiligen Tumor und die benötigte Therapie anpassen, indem sie die Anzahl der Tunnel im Silikonmaterial variieren.

Im Anschluss an die operative Entfernung eines Glioblastoms soll das Material künftig direkt im Gewebe des Gehirns platziert werden, so das Ziel des Forschungsteams. Dort soll der Wirkstoff langsam aus dem Tunnel-Netzwerk entweichen und vor Ort seine the­rapeutische Wirkung entfalten.

Bislang existiert eine Modellstudie. Damit wollen die Kieler Forscher die Wirkstoffabgabe möglichst realistisch simulieren, bevor sie ihre Silikonstruktur nun für die konkrete medi­zinische Anwendung weiterentwickeln und in Modellorganismen untersuchen.

„Die Erforschung solch komplexer medizinischer Herausforderungen lässt sich in Zukunft nur in enger fachübergreifender Zusammenarbeit vorantreiben“, sagte Rainer Adelung, Leiter der Arbeitsgruppe „Funktionale Nanomateria­lien“ und Sprecher des Graduierten­kollegs. Das Graduiertenkolleg bietet dafür ideale Bedingungen.

hil