Hirntumore könnten zukünftig per MRT behandelt werden

Gewöhnlich dient die Magnetresonanztomografie (MRT) in der Onkologie dazu, Tumore und mögliche Metastasen im Körper von Krebspatienten aufzuspüren. Dass sich das untersuchte Gewebe dabei erwärmt, galt bisher eher als eine unerwünschte Begleiterscheinung dieser Form der bildgebenden Diagnostik. Prof. Thoralf Niendorf sieht das anders: „Wir möchten uns den vermeintlichen Feind zum Freund machen und wollen die Wärme nutzen, um schwer erreichbare Tumore, zum Beispiel im Gehirn, gezielt zu zerstören – ähnlich wie bei einer Laserablation, nur mit weniger Risiken für die Patientinnen und Patienten“, so der Leiter der Arbeitsgruppe ‚Experimentelle Ultrahochfeld-MR‘ am Max Delbrück Center in Berlin.

Von seiner Idee hat Niendorf jetzt auch den European Research Council (ERC) überzeugt: Um zu zeigen, dass sich der im Labor geschmiedete Plan in der Klinik umsetzen lässt, hat er einen ‚ERC Proof of Concept Grant‘ (PoC-Grant) erhalten. Die Förderung in Höhe von 150.000 Euro für einen Zeitraum von maximal 18 Monaten geht ausschließlich an Forschende, die in der Vergangenheit bereits mit einem anderen ERC-Grant ausgezeichnet wurden. Zudem muss das aktuelle Vorhaben, mit dem innovative Ideen ihren Weg in die Anwendung finden sollen, auf dem zuvor geförderten Projekt aufbauen. Niendorf ist einer von 150 Wissenschaftlern aus ganz Europa, die der ERC in der ersten von zwei Ausschreibungsrunden in diesem Jahr mit einem PoC-Grant unterstützt.

Hochfrequenzantennen mit Breitbandbereich

Vor acht Jahren erhielt der Physiker einen ‚ERC Advanced Grant‘, mit dem Forscher risikoreiche Projekte fünf Jahre lang mit einer Fördersumme von bis zu 2,5 Millionen Euro verfolgen können. Schon damals war es Niendorfs Plan, per MRT die Körpertemperatur bestimmter Gewebe gezielt und kontrolliert auf Temperaturen zwischen 42 und 46 Grad Celsius zu erhöhen. Für diese Hyperthermie gibt es unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten. „Zum einen ist bekannt, dass eine Strahlen- oder Chemotherapie in erwärmtem Hirngewebe besser wirkt“, so Niendorf. „Zum anderen konnten wir Wirkstoffe für eine medikamentöse Therapie in Nanomoleküle verpacken, die ihre Fracht erst bei einer ganz bestimmten Temperatur abgeben. Im MRT würden sich die Medikamente so genau an dem Ort freisetzen lassen, wo sie gebraucht werden – zum Beispiel direkt am Tumor.“

Mithilfe der neuen Förderung möchte Niendorf ein Verfahren entwickeln, um Hirntumore im MRT gezielt zu zerstören. „Dazu müssen wir das Tumorgewebe auf Temperaturen von mehr als 60 Grad Celsius erhitzen“, sagt der Forscher. Ähnliches geschieht schon heute bei der Laserablation. Für sie ist es allerdings erforderlich, ein kleines Loch in den Schädel zu bohren, um die Lasersonde in die Nähe des Tumors zu bringen. Zudem besteht das Risiko, dass Hirnareale verletzt oder einzelne Krebszellen verschleppt werden und neue Tumorherde bilden. „Diese Gefahren birgt unsere Methode nicht“, so der Forscher. „Es handelt sich quasi um einen All-in-one-Ansatz: Mit unserer Technologie, für die wir Hochfrequenzantennen mit Breitbandbereich entwickelt haben, lässt sich die Therapie gleichzeitig planen, durchführen und kontrollieren.“

Exakte Modelle des menschlichen Gehirns

Den Nachweis, dass seine Idee funktioniert, will Niendorf zunächst anhand von Simulationen liefern. Dafür haben sein Team und der Forscher mit den MRT-Daten von Krebspatienten Computermodelle entwickelt, die sehr nah an die Wirklichkeit herankommen. Für den geplanten experimentellen Beweis hat der Forscher bereits menschliche Gehirne nachgebaut. Sie enthalten unterschiedliche Flüssigkeiten, die exakt die gleichen elektrodynamischen Eigenschaften aufweisen – und sich dadurch auch vergleichbar stark erwärmen – wie gesundes und entartetes Hirngewebe. „Wir nutzen längst noch nicht alle Möglichkeiten, die uns die MRT in dem breiten Feld der biomedizinischen Technik bietet“, so Niendorf. „Diese Potenziale zu entdecken und so weiterzuentwickeln, dass sie sich für neue Therapien eignen, macht mir riesigen Spaß.“