Magazin

Lediglich Millionstel Millimeter groß sind die Teilchen, die auf dem deutschen Urologenkongress 2008 Gegenstand eines eigenen Forums waren. Doch die Winzlinge eröffnen völlig neue Perspektiven für die Diagnostik und Therapie von Krankheiten.

Die Nanomedizin ist ein neuer Zweig der Medizin, der sich mit der Anwendung von Nanopartikeln (Nanoteilchen) beschäftigt. Letztere bestehen aus wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen und werden so genannt, weil sie normalerweise nur 1-100nm (Nanometer) groß sind (= 1 Millionstel bis 1 Zehntausendstel Millimeter). Solche Partikel können in der Natur entstehen (z.B. Ruß) oder künstlich hergestellt werden wie für Kosmetika (Liposomen), Glas- und Keramikbeschichtungen sowie Lacke. Wegen ihrer geringen Größe werden Nanopartikel leicht in den Körper aufgenommen (auch z.B. über die Haut) und können sich dort weit verteilen. Welche Auswirkungen das haben kann, ist für viele, vor allem künstliche Nanopartikel praktisch noch unbekannt.

In der Medizin wird derzeit über die Verwendung von Nanopartikeln intensiv geforscht, zum Beispiel zum gezielten Transport von Wirkstoffen, zur Oberflächenbeschichtung von Implantaten, zur besseren Darstellung kranker Zellen (engl. molecular imaging, z.B. im PET mittels markierter Eisenpartikel) oder zur Thermotherapie (s.u.). Ein Fernziel ist das präzise Markieren von Zielzellen mittels Nanopartikeln, die mit spezifischen Antikörpern gekoppelt sind (engl. molecular targeting); damit ließen sich beispielsweise im Körper verteilte Tumorzellen gezielt abtöten, ohne andere Zellen zu schädigen.

Goldpartikel gegen Prostatakrebs

Ein erster Ansatz hierzu ist das ADONIS-Projekt, das eine neuartige Diagnostik und Therapie des Prostatakarzinoms zum Ziel hat. Dabei werden Nanopartikel von 100nm Größe aus Gold als Kontrastmittel verwendet, die mit einem Antikörper gegen PSMA gekoppelt sind. PSMA (Prostata-spezifisches Membranantigen) ist ein Molekül auf der Oberfläche von normalen Prostatazellen (und von wenigen anderen Zellen im Körper), das von bösartigen Prostatazellen um so stärker gebildet wird, je weiter der Krebs fortschreitet.

PSMA dient hier also als Biomarker für die Nanopartikel, die sich deshalb in der Prostata, insbesondere im Tumor stark anreichern. Strahlt man jetzt Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge ein, geben die Partikel Schallwellen ab, die man mit einem Ultraschallgerät auffangen und darstellen kann. Zusammen mit einem normalen Ultraschall erhält man so ein genaues Bild des Tumors. Bei höherer Laserleistung erhitzen sich die Goldpartikel, so dass sich die Tumorzellen sogar abtöten lassen. Derzeit sind die Grundlagen des Verfahrens am Tiermodell geklärt und erste Studien am Menschen geplant.

Thermotherapie mit Eisen

Die Thermotherapie (Wärmebehandlung) des Prostatakarzinoms hat zum Ziel, den Tumor aufzuheizen, weil bösartige Zellen im Vergleich zu normalen temperaturempfindlicher sind: Entweder nur mäßig auf 40-42°C, um die Wirkung einer Strahlentherapie zu verbessern, oder stark auf mehr als 42°C, um die Zellen abzutöten. Beides lässt sich durch Einstrahlung von Ultraschall-, Radiofrequenz- oder Mikrowellen erreichen (s. hierzu auch HIFU, TUNA und TUMT im Lexikon sowie HIFU und RFA unter Weitere lokale Therapie des Prostatakarzinoms).

Weil die Erwärmung dabei nicht gut auf das Zielgebiet zu beschränken und innerhalb davon oft ungenügend oder ungleichmäßig ist, wurde eine neue Methode unter Verwendung magnetisierbarer, eisenhaltiger Nanopartikel entwickelt. In eine erste Machbarkeitsstudie waren 10 Männer mit einem Prostatakarzinom eingeschlossen, deren Tumor nach Erstbehandlung an Ort und Stelle weitergewachsen war (Lokalrezidiv). Ihnen wurden die Partikel an verschiedene, genau vorausberechnete Stellen in die Prostata gespritzt, ähnlich wie die Stifte zur LDR-Brachytherapie (s. Strahlentherapie des Prostatakarzinoms). Danach erhielten sie sechs Behandlungen mit einem Magnetfeld, jeweils für eine Stunde im Abstand von einer Woche.

Damit ließen sich Temperaturen von maximal 55°C und durchschnittlich 43°C in 90% des Prostatagewebes erreichen. Die Lebensqualität der Männer war lediglich während der sechswöchigen Therapiephase etwas eingeschränkt, und es kam in den ersten Wochen oft zu mäßigen, aber nur örtlichen Nebenwirkungen, vor allem zu Beschwerden beim Wasserlassen. Bei acht Männern war der PSA-Wert anschließend abgefallen, was jedoch nur etwa fünf Monate anhielt. Die Partikel waren auch noch nach einem Jahr nachweisbar, so dass eine längere Behandlung grundsätzlich möglich wäre. Für die Autoren hat sich das Verfahren, das derzeit weiter verbessert wird, somit als machbar und nebenwirkungsarm erwiesen. Auch die Kombination aus Nanopartikel-Thermotherapie und LDR-Brachytherapie hielten sie für viel versprechend; dazu gäbe es bereits eine Studie und eine weitere sei aktiviert.

In einer weiteren Studie wurde der Einfluss von leeren und mit Eisen gefüllten Nanoröhren aus Kohlenstoff auf Bindegewebszellen und Prostatakrebszellen untersucht. Dabei zeigten sich keine schweren schädigende Wirkungen. Die Autoren schlossen daraus, dass eisengefüllte Kohlenstoffröhren zur Thermotherapie geeignet sein könnten, und kündigten weitere Studien über deren magnetische und wärmeerzeugende Eigenschaften an.

Fazit

Wissenschaftler bescheinigen Nanopartikeln ein großes Potenzial zur Diagnostik und Therapie von Krankheiten. Obwohl über ihre biologischen Eigenschaften und damit über ihre möglichen, vor allem langfristigen Risiken noch wenig bekannt ist, scheint ihr Einsatz zu Forschungszwecken, insbesondere bei Krebs gerechtfertigt und auch viel versprechend.

Quellen (u.a.):

• Fournelle, M.: Das ADONIS-Projekt. 60. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie, Stuttgart, 24.-27.9.08, Forum 8 „Nanotechnologie - Derzeitiger Stand“, Vortrag 2 am 26.9.08
• Johannsen, M.: Thermotherapie mittels magnetischer Nanopartikel: Klinischer Einsatz beim Prostatakarzinom. 60. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie, Stuttgart, 24.-27.9.08, Forum 8 „Nanotechnologie - Derzeitiger Stand“, Vortrag 3 am 26.9.08, sowie Biermann, Köln, Urologische Nachrichten 9/08, 2. Ausgabe zum 60. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie 2008, S. 6
• Jordan, A.: Einführung in die Nanomedizin. 60. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie, Stuttgart, 24.-27.9.08, Forum 8 „Nanotechnologie - Derzeitiger Stand“, Vortrag 1 am 26.9.08
• Taylor, A., et al.: Iron filled carbon nanotubes for hyperthermia: An assessment of the biocompatibility. 60. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie, Stuttgart, 24.-27.9.08, Poster und Abstract P 8.16, Urologe 2008 (Suppl 1):41-42
  
  

Weitere Informationen:

• Zur Diagnostik von Prostatakrebs in der Rubrik „Wissen“ im Abschnitt „Prostatakarzinom“ unter Untersuchung
• Zur Bestrahlung bei Prostatakrebs in der Rubrik „Wissen“ im Abschnitt „Prostatakarzinom“ unter Strahlentherapie sowie in der Broschüre „Methoden der Strahlentherapie beim Prostatakarzinom“
• Zur Thermotherapie von Prostatakrebs in der Rubrik „Wissen“ im Abschnitt „Prostatakarzinom“ unter Weitere lokale Therapie