Ein neu entwickeltes injizierbares Hydrogel könnte künftig dabei helfen, Chemotherapeutika gezielter an schwer behandelbare Tumoren abzugeben. Forschende des Vall d’Hebron Research Institute (VHIR) in Barcelona haben ein System entwickelt, das den Wirkstoff direkt am Tumor über einen längeren Zeitraum freisetzen kann. Noch befindet sich die Technologie allerdings im präklinischen Forschungsstadium.
Die Chemotherapie gehört bei zahlreichen Krebsarten weiterhin zu den wichtigsten Behandlungsmöglichkeiten. Ein grundsätzliches Problem besteht jedoch darin, dass die eingesetzten Wirkstoffe nicht ausschliesslich den Tumor erreichen, sondern über den Körper verteilt werden. Dadurch können auch gesunde Zellen geschädigt und erhebliche Nebenwirkungen verursacht werden.
Forscherinnen und Forscher des Vall d’Hebron Research Institute (VHIR) in Barcelona arbeiten deshalb an einem anderen Ansatz: Der Wirkstoff soll möglichst dort freigesetzt werden, wo er benötigt wird – direkt am Tumor.
Injizierbares Hydrogel dient als Medikamentendepot
Das entwickelte Hydrogel besteht aus natürlichen Komponenten auf Basis von Cellulose und Chitosan. In das Material werden winzige polymere Mizellen eingebracht, die das Chemotherapeutikum Docetaxel transportieren.
Das Hydrogel kann mit einer Spritze verabreicht werden. Nach der Injektion soll es am gewünschten Ort verbleiben und dort als eine Art lokales Medikamentendepot funktionieren.
Statt den Wirkstoff in kurzer Zeit freizusetzen, erfolgt die Abgabe schrittweise.
Nach Angaben der Forscher wurden in den bisherigen Versuchen rund 70 Prozent des enthaltenen Docetaxels innerhalb von 14 Tagen freigesetzt. Das Hydrogel selbst behielt seine Struktur mehr als drei Wochen lang.
Warum eine lokale Chemotherapie interessant ist
Die Idee dahinter ist vergleichsweise einfach: Je gezielter ein Medikament zum Tumor gebracht werden kann, desto weniger Wirkstoff müsste möglicherweise unnötig im restlichen Körper zirkulieren.
Langfristig könnte eine solche Methode mehrere Vorteile bieten.
Eine höhere Wirkstoffkonzentration könnte unmittelbar am Tumor erreicht werden, während die Belastung gesunder Körperregionen möglicherweise reduziert wird. Gleichzeitig könnte die langsame Freisetzung starke Konzentrationsspitzen des Medikaments vermeiden.
Ob sich dadurch bei Patienten tatsächlich weniger Nebenwirkungen oder bessere Behandlungsergebnisse erzielen lassen, muss allerdings erst in klinischen Studien untersucht werden.
Besonders interessant bei schwer erreichbaren Tumoren
Untersucht wurde das System unter anderem im Zusammenhang mit Glioblastomen und Eierstockkrebs.
Das Glioblastom zählt zu den besonders aggressiven Hirntumoren und stellt die Medizin auch deshalb vor grosse Herausforderungen, weil Medikamente das betroffene Gewebe nur schwer in ausreichender Konzentration erreichen können.
In dreidimensionalen Tumormodellen konnten, die mit Docetaxel beladenen Nanostrukturen aus dem Hydrogel in das Tumorgewebe eindringen und dort über einen längeren Zeitraum eine zellschädigende Wirkung entfalten.
Damit liefert die Forschungsarbeit einen ersten Hinweis darauf, dass die Technologie für schwer behandelbare solide Tumoren interessant sein könnte.
Das Hydrogel wird beim Spritzen vorübergehend flüssiger
Eine weitere Besonderheit ist die sogenannte Thixotropie des Materials.
Dabei verändert das Hydrogel unter mechanischem Druck vorübergehend seine Konsistenz. Beim Durchdrücken durch eine Spritze wird es dünnflüssiger. Sobald der Druck nachlässt, nimmt es wieder eine gelartige Struktur an.
Dadurch lässt sich das Material injizieren und soll anschliessend möglichst am vorgesehenen Ort verbleiben.
In Untersuchungen an Mäusen konnten die Wissenschaftler bereits zeigen, dass das Hydrogel injiziert werden kann und lokal am Verabreichungsort verbleibt.
Noch keine Behandlung für Krebspatienten
So vielversprechend die Ergebnisse erscheinen, ist eine wichtige Einschränkung notwendig: Das Hydrogel ist derzeit keine zugelassene Krebstherapie.
Die Entwicklung befindet sich im präklinischen Stadium.
Die bisherigen Ergebnisse stammen unter anderem aus Untersuchungen mit Krebszellen, dreidimensionalen Tumormodellen und Tierexperimenten. Klinische Studien, die Wirksamkeit und Sicherheit bei Krebspatienten belegen würden, liegen bislang nicht vor.
Es kann deshalb zum jetzigen Zeitpunkt auch nicht seriös vorhergesagt werden, wann oder ob das Verfahren regulär bei Patienten eingesetzt werden kann.
Technologie könnte auch andere Krebsmedikamente transportieren
Langfristig könnte noch ein anderer Aspekt entscheidend werden.
Das Hydrogel ist möglicherweise nicht ausschliesslich für Docetaxel geeignet. Die zugrunde liegende Technologie könnte als Plattform dienen, um unterschiedliche Medikamente lokal und kontrolliert freizusetzen.
Damit wäre theoretisch eine Anpassung an verschiedene solide Tumoren und unterschiedliche Wirkstoffe denkbar.
Bevor daraus eine medizinische Behandlung werden kann, sind jedoch weitere präklinische Untersuchungen und anschliessend kontrollierte klinische Studien notwendig.
Barcelona bleibt wichtiger Standort der Krebsforschung
Das Vall d’Hebron Research Institute gehört zum Forschungsumfeld des Universitätsklinikums Vall d’Hebron in Barcelona und beschäftigt sich intensiv mit translationaler medizinischer Forschung.
Die aktuelle Arbeit verbindet Materialwissenschaft, Nanotechnologie und Tumorbiologie mit dem Ziel, bestehende Medikamente gezielter einzusetzen.
Die Ergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Carbohydrate Polymer Technologies and Applications veröffentlicht.
Ob aus dem injizierbaren Hydrogel tatsächlich einmal eine neue Behandlungsoption für Krebspatienten entsteht, ist heute noch offen.
Der Ansatz zeigt jedoch, in welche Richtung sich ein Teil der modernen Krebsforschung entwickelt: Medikamente sollen nicht nur wirksamer werden – sie sollen möglichst präzise dort wirken, wo sie gebraucht werden.
Quelle: Vall d’Hebron Research Institute (VHIR); wissenschaftliche Veröffentlichung in Carbohydrate Polymer Technologies and Applications.
Hinweis: Dieser Artikel dient ausschliesslich der allgemeinen Information über aktuelle medizinische Forschung und ersetzt keine ärztliche Beratung, Diagnose oder Behandlung.
