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Nanotechnik: Winzige Magnete heizen Tumoren ein

Forscher suchen seit Jahren nach Möglichkeiten, die Nanotechnologie im Kampf gegen Krebs einzusetzen. Einen neuen Ansatz liefert ein Berliner Biologe. Mit Nanokügelchen erwärmt er Tumorzellen, damit sie absterben. Vorteil: Die Methode hat wenige Nebenwirkungen. Noch sind die Studien aber nicht abgeschlossen.

Von Kai Kupferschmidt

Bei der Behandlung von Hirntumoren könnte die Nanotechnik helfen

Bei der Behandlung von Hirntumoren könnte die Nanotechnik helfen

Man würde in dem kleinen weißen Containergebäude auf einem Klinikgelände in Berlin Charlottenburg nicht unbedingt einen Weltmarktführer in der Zukunftstechnologie erwarten. Und doch residiert hier die MagForce Nanotechnologies AG, das Unternehmen des ehrgeizigen Berliner Biologen Andreas Jordan. Mit winzigen Teilchen will er eine der schwersten Krankheiten der Menschheit heilen - Krebs.

Jordan ist damit weiter als alle anderen im jungen Feld der Nanomedizin. Die Methode: Ärzte spritzen Nanokügelchen mit einem Eisenoxidkern in den Tumor und erhitzen diese anschließend in einem Magnetfeld. Das soll die Tumorzellen in den Hitzetod treiben und die Patienten von ihren Beschwerden befreien.

Der Name Nanokügelchen verrät, wo die Technik ansetzt: in der Zwergenwelt. Die Vorsilbe Nano leitet sich von dem griechischen Wort für Zwerg ab. Ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters. Das entspricht etwa dem Größenverhältnis der Erde zu einer Murmel. Die Nanopartikel, die Jordan benutzt, sind nur etwa 15 Nanometer groß. In einem Milliliter der Magnetflüssigkeit, die in den Tumor gespritzt wird, befinden sich daher 17 Billiarden Teilchen.

Bis zu 70 Grad im Tumor

Derart kleine Materialien haben besondere Eigenschaften. So erhitzen sich die Eisenoxidkügelchen, die Jordan testet, viel stärker, als es größere Teilchen tun würden. Auch das Material ist entscheidend. "Eisenoxid ist nicht magnetisch, aber magnetisierbar", erklärt Jordan. Das ist wichtig, denn sonst würden die Teilchen aneinander kleben und sich nicht wie gewünscht über den ganzen Tumor verteilen. Die winzigen Kügelchen haben aber gewisse Eigenschaften eines Magneten und sie lassen sich durch ein Magnetfeld ausrichten. "Das ist so ähnlich, wie wenn man einen Magneten an ein Stück Eisen hält", sagt Jordan. Die kleinen magnetischen Domänen im Eisen, die vorher wild in alle Richtungen gezeigt hätten, würden sich dann entlang des Magnetfeldes anordnen. Die Nanopartikel von Jordan sind allerdings so klein, dass sie nur aus einer einzigen Domäne bestehen. "Wir tauschen einfach den Nord- und Südpol des Magnetfelds immer wieder, bis zu 100.000 Mal pro Sekunde." Durch den ständigen Wechsel heizen sich die Kügelchen auf. "Bis zu 70 Grad Celsius erreichen wir damit im Tumor", sagt Andreas Jordan. "Das hält keine Zelle aus."

Ganz so heiß muss es aber gar nicht werden. Schon lange ist bekannt, dass man Zellen töten kann, indem man sie länger auf mehr als 42 Grad Celsius erwärmt. Tumorgewebe ist für Hitze besonders anfällig, da es schlechter durchblutet wird. Der wuchernde Tumor muss sicherstellen, dass seine Zellen immer gut mit Blut versorgt sind, und schüttet daher Stoffe aus, die das Wachstum von Blutgefäßen fördern. Im Gegensatz zu der geordneten Blutgefäßstruktur in gesundem Gewebe kommt es dabei zu einem regelrechten Chaos von dünnwandigen, krankhaften Gefäßen. Der Tumor kann deswegen Hitze schlechter abtransportieren als gesundes Gewebe.

Gezieltes Erhitzen im Körperinneren

Die Thermotherapie, also die Hitzebehandlung von Krebs, war daher naheliegend. Bisher scheiterte sie aber stets daran, dass der Großteil der Hitze, die man von außen zuführt, von der Körperoberfläche aufgenommen wird. Der Patient erleidet Verbrennungen, während der Tumor sich kaum erwärmt. Mit seinen Nanokügelchen will Jordan nun gezielt den Tumor erhitzen, ohne den Rest des Körpers in Mitleidenschaft zu ziehen.

Seit mehr als 20 Jahren arbeitet Jordan schon an der Technik. Die ersten Erfolge vermeldete er 1996, allerdings nur im Tierversuch. Inzwischen behandelt Jordan auch Menschen. Die erste klinische Studie startete im März 2003, in der 14 Patienten mit einem bösartigen Gehirntumor behandelt wurden. Die Ärzte konnten beweisen, dass die Therapie grundsätzlich auch beim Menschen anwendbar ist. Jordan verweist stolz auf einen ersten Erfolg: "Eine unserer Patientinnen lebt heute, fünf Jahre nach der Therapie, völlig tumorfrei." Dabei ist bei ihrer Erkrankung eine Lebenserwartung von wenigen Monaten durchaus normal. Nun laufen auch Studien zu Prostata- und Speiseröhrenkrebs, und auch an Tumoren von Leber und Bauchspeicheldrüse wird die Nanokrebstherapie getestet.

Eisenteilchen stören den Magnetresonanz-Tomographen

"Unser Ziel ist es, die Technik neben den Standard-Krebstherapien, also neben Chirurgie, Bestrahlung und Arzneimitteln, fest zu etablieren", sagt Jordan. Er sehe vor allem die Chance, die starken Nebenwirkungen zu reduzieren, die manche dieser Therapien begleiten. "Unsere Therapie hat dagegen kaum Nebenwirkungen." Viele Patienten hätten ein diffuses Wärmegefühl oder würden etwas schwitzen, sonst seien aber keine Probleme aufgetreten, die auf die Therapie zurückzuführen seien. Natürlich sei die Behandlung nicht frei von Gefahren: "Wer eine Nadel ins Gehirn sticht, riskiert natürlich eine Blutung." Außerdem bestünde die Gefahr, dass ein Ödem, bei Tumoren eine häufige Begleiterscheinung, sich ausdehne und der Hirndruck gefährlich ansteige. "Bisher haben wir das aber noch nicht beobachtet", sagt Jordan.

Eine Nebenwirkung hat die Therapie in jedem Fall: Da die Nanopartikel im Gehirn bleiben, sind Magnetresonanz-Tomographien bei den Patienten später nur eingeschränkt möglich. Denn die Eisenteilchen machen die Bilder unlesbar. Noch in diesem Jahr soll die zweite, entscheidende Studie beendet werden, in die derzeit noch Patienten mit Hirntumor aufgenommen werden. Ist ihr Ergebnis positiv, möchte Jordan noch im Herbst die nötigen Unterlagen bei den Behörden einreichen. Dann könnte die Therapie schon 2010 zugelassen werden.

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