Zwei-in-eins-Gel unterdrückt aggressive Hirntumoren

Zwei-in-eins-Gel unterdrückt aggressive Hirntumoren

Zeitstempel: 11. Mai 2023, 4:45 Uhr

Die Mischung fügt sich selbst zu einem Gel zusammen, wenn sie in eine Kochsalzlösung injiziert wird
Hybridtherapie: Die Mischung aus Chemotherapie und Immuntherapie verwandelt sich in ein Gel. (Mit freundlicher Genehmigung: Johns Hopkins University)

Ein neues Gel, das durch die Kombination von Molekülen hergestellt wird, die routinemäßig in der Chemotherapie und Immuntherapie eingesetzt werden, könnte laut einer neuen Arbeit von Forschern der Johns Hopkins University in den USA bei der Behandlung aggressiver Hirntumoren, sogenannter Glioblastome, helfen. Das Gel kann Bereiche erreichen, die bei einer Operation möglicherweise übersehen werden, und es scheint außerdem eine Immunantwort auszulösen, die dazu beitragen könnte, die Bildung eines zukünftigen Tumors zu unterdrücken.

Glioblastome sind die häufigste und gefährlichste Art von Hirntumoren. Die konventionelle Behandlung umfasst typischerweise eine Kombination aus Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie, die Ergebnisse für die Patienten sind jedoch im Allgemeinen schlecht.

In der neuen Arbeit arbeiten die Forscher unter der Leitung des Bioingenieurs Honggang Cui, stellten ihr Gel her, indem sie das niedermolekulare, wasserunlösliche Krebsmedikament Paclitaxel in einen molekularen Hydrogelator umwandelten. Anschließend fügten sie diesem Hydrogelbildner aCD47, einen hydrophilen makromolekularen Antikörper, in Lösung hinzu. Um dies zu erreichen, nutzten die Forscher zunächst ein spezielles chemisches Design, um das Paclitaxel zu filamentösen Nanostrukturen zusammenzubauen.

Beim Einfüllen in die Resektionshöhle, die nach der chirurgischen Entfernung eines Tumors zurückbleibt, bildet sich die Mischung spontan zu einem Gel und füllt nahtlos die winzigen Rillen in der Höhle aus und bedeckt die gesamte unebene Oberfläche. Das Gel kann Bereiche erreichen, die während der Operation möglicherweise übersehen wurden und die mit aktuellen Krebsmedikamenten nur schwer erreicht werden können. Das Ergebnis: Zurückgebliebene Krebszellen werden abgetötet und das Tumorwachstum unterdrückt, sagen die Forscher. Sie beschreiben ihre Technik, die sie an Mäusen getestet haben, in PNAS.

Das Gel gibt das Paclitaxel über einen Zeitraum von mehreren Wochen frei. Während dieser Zeit verbleibt das Gel in der Nähe der Injektionsstelle, wodurch unerwünschte Nebenwirkungen reduziert werden. Es scheint auch eine Makrophagen-vermittelte Immunantwort auszulösen, die den Tumor für das durch aCD47 induzierte „Friss mich nicht“-Signal sensibilisiert. Dies wiederum fördert die Phagozytose von Tumorzellen (eine der Hauptmethoden, mit denen Zellen, insbesondere weiße Blutkörperchen, die unseren Körper vor äußeren Eindringlingen schützen) durch immunitätsfördernde Makrophagen und lösen außerdem eine Antitumor-T-Zell-Reaktion aus. Auf diese Weise unterdrückt das aCD47/Paclitaxel-Filament-Hydrogel wirksam das Wiederauftreten eines zukünftigen Hirntumors.

In Tests an Mäusen mit Hirntumoren verlängerte das Gel die Gesamtüberlebensrate von Tieren, die sich keiner Tumoroperation unterzogen hatten, auf 50 %. Bei Mäusen, bei denen der Tumor ebenfalls chirurgisch entfernt wurde, stieg diese Zahl auf bemerkenswerte 100 % Überleben.

„Das Gel könnte die derzeitige und einzige von der FDA zugelassene lokale Behandlung von Hirntumoren, den Gliadel-Wafer, ergänzen“, erzählt Cui Physik-Welt. „Die aktuelle Formulierung hat auch das Potenzial, andere Arten von Krebs beim Menschen zu behandeln.“

Das Johns-Hopkins-Team plant nun, sein Gel an anderen Tieren zu testen, um seine therapeutische Wirksamkeit weiter zu bestätigen. „Wir planen außerdem, weitere Studien durchzuführen, um die potenzielle Toxizität zu bewerten und Dosierungsschemata festzulegen“, sagt Cui.

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