Ein biomedizinisches Gerät, das Tumorzellen wie ein Rattenfänger aus dem Gehirn locken soll, hat von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) den Status eines Spezialisten als Durchbruch erhalten. Nach erfolgreichen Studien an Ratten wurde das Gerät, das als „Tumor-Einschienenbahn“ bezeichnet wird, von der FDA auf die Überholspur für Studien am Menschen gesetzt.
Ein Team am Georgia Institute of Technology hat ein biomedizinisches Gerät entwickelt, um Hirntumorzellen dazu zu bringen, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen, indem es sie im Rattenfänger-Stil aus dem Gehirn und weg von Schaden lockt. In den letzten fünf Jahren haben sie ein Gerät entwickelt, das sie "Tumor Monorail" nennen, und nach erfolgreichen Studien an Ratten wurde ihm gerade von der US-amerikanischen Food and Drug Administration der Durchbruchstatus verliehen.
Das Gerät ist im Wesentlichen ein langer, dünner Schlauch aus feinen, flexiblen Fasern, der durch eine schmale Öffnung geführt wird, die die linke und rechte Gehirnhälfte verbindet. Es nutzt die Tatsache aus, dass sich Tumorzellen entlang von Fasern aus weißer Substanz im Gehirn ausbreiten – Bündeln von Gehirngewebe, die Bereiche der grauen Substanz miteinander verbinden und Nachrichten zwischen Neuronen übertragen. Indem es ihnen einen alternativen Weg bereitstellt, ist es in der Lage, Krebszellen aus dem Gehirn zu locken und ihre Ausbreitung in Bereiche gesunden Gehirngewebes zu verhindern.
„Dies war die erste Demonstration, dass man die Migration innerhalb des Körpers steuern und einen Tumor von Punkt A nach Punkt B bewegen kann“, sagte Ravi Bellamkonda, der Vinik-Dekan der Pratt School of Engineering an der Duke University, der die Forschung währenddessen begann an der Georgia Tech. „Es war auch die erste Demonstration, wie man den Tumor zu Ihrem Medikament bringt, anstatt dass Ihr Medikament in das Gehirn gelangt und wertvolle Zellen tötet.“
„Die Idee ist, mit künstlichen Mitteln – in diesem Fall Polymerfasern – Strukturen bereitzustellen, die die Struktur der weißen Substanz oder der Nerven nachahmen, die durch das Gehirn fließen, und dann zu sehen, ob der Tumor entlang des Weges wandert, den wir haben spezifizieren, anstatt willkürlich.“
Die Tumorzellen werden in ein winziges Reservoir geleitet, das sich oben auf dem Schädel unter der Kopfhaut befindet. Obwohl nicht alle Tumorzellen in das Reservoir gesaugt werden, könnte das Absaugen einiger Zellen nach dem Sammeln die Ausbreitung des Tumors verhindern oder ihn sogar erheblich verkleinern. Vorversuche an Ratten zeigten, dass das Gerät in der Lage ist, die Größe von Tumoren um mehr als 90 Prozent zu reduzieren. Alternativ könnte die Monorail zusammen mit anderen Behandlungen eingesetzt werden, um deren Gesamtwirksamkeit zu steigern, da kleinere Tumore leichter zu behandeln sind.
Während die Einschienenbahn speziell entwickelt wurde, um weiße Substanz zur Behandlung von Gehirntumoren nachzuahmen, reagieren laut dem Team viele andere Tumorarten auf denselben Hinweis. Es könnte besonders für Tumore in schwer zugänglichen Körperteilen nützlich sein, indem sie an eine besser zugängliche Stelle gebracht werden, wo sie chirurgisch entfernt werden können. Das Reservoir könnte verwendet werden, um die Tumorzellen zum Testen zu entnehmen.
„Viele Tumore, von Brustkrebs über Prostata bis hin zu Bauchspeicheldrüsentumoren, reagieren tatsächlich auf diesen strukturellen Hinweis. Es ist nicht spezifisch für Hirntumoren, was bedeutet, dass diese Tumorzellen es lieben, entlang ihnen zu wachsen, wenn Sie ihnen die faserartigen Strukturen geben“, sagte Bellamkonda.
Bisher wurde das Gerät nur an Ratten getestet, aber seine Bezeichnung als bahnbrechendes Gerät sollte die Zulassung für die Verwendung in menschlichen Spuren beschleunigen, indem das Team in direkten Kontakt mit der FDA gebracht wird. Das Team hofft, bis Ende des Jahres Versuche am Menschen beginnen zu können.