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Die Tatsache, dass bei einer von acht Frauen Brustkrebs diagnostiziert wird, bevor sie 85 Jahre alt wird, ist erschreckend. Gewiss, die Behandlungen haben sich weiterentwickelt und die Chancen sind heute viel besser als noch vor Jahrzehnten.
Arzneimittelresistenzen in den Tumorzellen, mangelnde Behandlungsspezifität, toxische Wirkungen auf gesunde Organe oder schlechte Bioverfügbarkeit chemotherapeutischer Arzneimittel sind jedoch nur einige der vielen Probleme, die verdeutlichen, wie tödlich Brustkrebs nach wie vor ist.
Viele Forschende in ganz Europa haben sich darum bemüht, bessere Behandlungsmethoden zu finden, und Nanasaheb Thorat ist einer von ihnen. Thorat konnte dank der EU-Finanzierung durch ein Marie-Skłodowska-Curie-Einzelstipendium im Rahmen des Projekts NANOCARGO und unter der Aufsicht von Joanna Bauer, Assistenzprofessorin an der Technischen Universität Breslau, einen innovativen Ansatz entwickeln, der in der Lage ist, Krebszellen in vivo gezielt anzugreifen und zu zerstören. Und zwar so innovativ, dass das Team kürzlich den Innovation Radar 2020 Grand Prix für seine Arbeit gewonnen hat.
„Was wir vorschlagen, ist eine einzigartige Lösung, mit der die Wirksamkeit der Therapie erhöht wird“, erklärt Thorat. „Wir kombinieren magneto-plasmonische Nanopartikel mit biologisch aktiven und therapeutischen Wirkstoffen in einem multifunktionalen Hybrid-Nanoträger. Auf dieser Grundlage nutzen wir gleichzeitig drei komplementäre und synergetische therapeutische Ansätze, um Krebszellen anzugreifen. Diese bestehen aus magnetischer Hyperthermie, photothermischer Therapie und gezielter Wirkstoffabgabe direkt an den Tumor.“
Von Diagnostik und Therapeutik zu „Theranostik“
Dieser neue diagnostisch-therapeutische Ansatz, den Bauer als „Theranostik“ bezeichnet, ist im Wesentlichen die Verwirklichung der langgehegten Vision von Paul Ehrlich, einem der „Väter“ der Chemotherapie. Ehrlich hatte 1908 gehofft, dass Chemotherapeutika direkt an ihre zellstrukturellen Ziele befördert werden, ohne dabei gesundes Gewebe zu schädigen. Dank der Nanotechnologie und insbesondere der Nanoträger von NANOCARGO ist eine solche Behandlung nun in greifbare Nähe gerückt.
„Unsere multifunktionalen Hybrid-Nanoträger sind minimalinvasiv. Sie können die Arzneimittel kontrolliert an den Tumor abgeben, genau zum richtigen Zeitpunkt und in der von der Patientin benötigten Dosierung. Indem sie die Sichtbarkeit von Krebszellen in verschiedenen Bildgebungsmodalitäten erhöhen, wird in der Folge eine Diagnose gestellt. Auf diese Weise können wir die Therapieergebnisse in Echtzeit überwachen“, so Bauer.
Für die „Aktivierung“ der Nanoträger nutzt das Forschungsteam einen physikalischen Energiereiz, um den Tumor zu überhitzen und zu zerstören. Dank umfangreicher Forschungsarbeiten fand es heraus, dass magnetische (durch ein Magnetfeld aktivierte) und plasmonische (durch Licht aktivierte) Nanoträger die bestmöglichen Kandidaten darstellen. Bauer betont: „Eine lokalisierte plasmonische Anregung (mit einem Infrarotlaser) und eine Aktivierung mit Hilfe eines Magnetfeldes können eine lokale Arzneimittelfreisetzung bewirken, die das Tumorgewebe zerstört, ohne die umgebende gesunde Umgebung zu beeinträchtigen.“
Es ist noch ein weiter Weg, bis die Erkrankten im klinischen Umfeld behandelt werden können. Nichtsdestotrotz hat NANOCARGO all seine Projektziele erreicht. Das Projektteam konnte seine photomagnetisch aktiven Hybrid-Nanoträger zur gezielten Krebsbekämpfung sowie die kontrollierte Freisetzung von therapeutischen Arzneimitteln oder biologischen Wirkstoffen mittels Magnet- und Lichtstimulation demonstrieren.
„Der Prozess der Arzneimittelentdeckung und -entwicklung kann den Marketingangaben zufolge bis zu 12-15 Jahre dauern und kostet bis zu 1,1 Milliarden EUR. Nur fünf von 10 000 getesteten Wirkstoffverbindungen kommen für klinische Studien am Menschen in Frage, und in der Regel wird nur einer der ersten 10 000 „Kandidaten“ für den Einsatz bei erkrankten Menschen zugelassen. Dies zeigt, wie viel Arbeit wir noch weiter in diese Forschung stecken müssen. Die Ergebnisse, die wir erhalten haben, sind aber sicherlich sehr vielversprechend“, so Thorat abschließend.