Wissenschaftler haben eine Nanopartikel-Plattform entwickelt, die die Glioblastom-Chirurgie revolutionieren könnte, indem sie gleichzeitig versteckte Krebszellen sichtbar macht und das zerstört, was das Chirurgenskalpell nicht erreichen kann.

Forscher der University of Technology Sydney (UTS), der Harvard University und der Henan-Universität haben ein "Doppelschlag"-Nanozym-System entwickelt, das zwei der tödlichsten Herausforderungen in der Hirnkrebsbehandlung angeht: die Schwierigkeit, mikroskopische Tumorcluster während der Operation zu entdecken, und die nahezu sicherliche Tatsache, dass zurückbleibende Krebszellen ein Rezidiv verursachen.

Die in Science Translational Medicine veröffentlichten Ergebnisse beschreiben eine zweidimensionale Nanostruktur, die mit einzeln platzierten Atomem bedeckt ist — eine Fertigungstechnik, die aus der Halbleiterfertigung adaptiert wurde. Dieses Material kann zwischen zwei Funktionen wechseln, die beide durch dasselbe Nahinfrarotlicht aktiviert werden: Erstens leuchtet ein fluoreszierender Farbstoff an der Oberfläche auf, um einzelne Tumorzelkluster ab 44 Mikrometern sichtbar zu machen — eine Auflösung jenseits aktueller klinischer Bildgebungswerkzeuge; zweitens wird dasselbe Material nach Entfernung des sichtbaren Tumors in der Operationshöhle reaktiviert, um eine Phototherapie durchzuführen.

In der postoperativen Phase wandeln die Nanopartikel das eigene Wasserstoffperoxid des Tumors in Sauerstoff um — was die sauerstoffarme Umgebung kompensiert, die Krebszellen vor der Behandlung schützt — und erzeugen gleichzeitig Hitze und reaktive Moleküle, die mikroskopische Reste zerstören.

"Wir haben ein einzelnes Material entwickelt, das zwei Aufgaben nacheinander erfüllt", sagte Dr. Bingyang Shi, Lehrstuhlinhaber für Nanomedizin an der UTS. "Es ist ein präziser Führer für den Chirurgen während der Operation und danach eine gezielte Nachbehandlung."

In Mausmodellen des Glioblastoms eliminierte der Nanopartikel-Ansatz das Tumorrezidiv nach der Operation. Alle behandelten Mäuse lebten noch nach 60 Tagen, verglichen mit einer medianen Überlebenszeit von 42 Tagen in der Gruppe mit alleiniger Operation. Nachuntersuchungen ergaben keine nachweislichen neurologischen oder motorischen Beeinträchtigungen.

Glioblastom bleibt die aggressivste Form von Hirnkrebs mit einer Fünf-Jahres-Überlebensrate von etwa 7 %. Krebszellen breiten sich im umgebenden Hirngewebe aus, was eine vollständige chirurgische Entfernung ohne Schädigung gesunder Bereiche nahezu unmöglich macht. Die Blut-Hirn-Schranke schränkt zudem die Wirksamkeit von Medikamenten und Radiotherapie ein.

Die Forscher weisen darauf hin, dass die Ergebnisse bisher nur in Tiermodellen gezeigt wurden und die Leistung am Maßstab eines menschlichen Gehirns bestätigt werden muss, bevor klinische Anwendungen verfolgt werden können.

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