Medikamentierung per Gasbläschen und Ultraschall

Es ist Teil eines multinationalen Forschungsverbundes, bei dem es um neuartige Trägersubstanzen für Medikamente und gensteuernde Materialen geht. Mit insgesamt rund 15 Millionen Euro fördert die Europäische Union die beteiligten Einrichtungen, davon wird bis 2013 über eine Million an die Forschergruppe „Gene and drug delivery“ um den münsterschen Medizinprofessor Klaus Tiemann fließen.

„Mit Hilfe des EU-Programms sollen Trägersubstanzen gefunden werden, mit denen sich Medikamente oder gentherapeutische Nanopartikel zielgenau zum Einsatzort bringen und dort in hoher Konzentration freisetzen lassen“, erläutert Prof. Tiemann. Auf diese Weise könnten beispielsweise Krebsmedikamente genau in einem Tumor – und nur dort – ihre Wirkung entfalten, so der Hochschulmediziner. Bei seinen Forschungen arbeitet der Verbund zweigleisig: ein Teil der Teams befasst sich mit der temperaturgesteuerten Freisetzung, ein anderer mit der druckkontrollierten durch Ultraschallwellen. Die Wissenschaftler der Universität Münster verfolgen den zweiten Ansatz.

Interessant bei dieser Methode ist laut Tiemann vor allem die Möglichkeit, mit hoch auflösendem Kontrast-Ultraschall den krankhaften Gewebeanteil, also zum Beispiel die Tochtergeschwulst eines Tumors oder durch einen Herzinfarkt geschädigtes Gewebe, exakt dreidimensional darzustellen und anschließend mit demselben Gerät die Therapie durchzuführen. Auch für Folge- und Kontrolluntersuchungen könne die gleiche Bildgebungstechnik eingesetzt werden. „Damit sind wir erstmals in der Lage, gezielt krankhaftes Gewebe darzustellen und in der gleichen Sitzung ohne Anwendung strahlenbelastender Verfahren zu therapieren“, so der Kardiologe.

Grundlage der neuen Technologie, die nun mit der EU-Förderung vorangetrieben werden soll, bilden so genannte „Microbubbles“. Das sind mikroskopisch kleine Gasbläschen, die mit Medikamenten oder therapeutisch wirksamen Nanopartikeln gefüllt werden können. Mit besonderen Ultraschallverfahren lassen sich die Bläschen selbst in kleinsten Blutgefäßen identifizieren und verfolgen. Ebenfalls mit Ultraschall können die Forscher die Microbubbles dann so in Schwingungen versetzen, dass diese ihren Inhalt an einer präzise wählbaren Stelle abgeben. Das von Fachleuten als „local drug delivery“ bezeichnete Verfahren ermöglicht es den Ärzten, in einem Krankheitsherd eine deutlich höhere Medikamentenkonzentration zu erreichen, als dies bei Verabreichung zum Beispiel über eine Spritze machbar wäre.

Die Forschergruppe um Prof. Tiemann konnte zudem nachweisen, dass mit den Microbubbels außer Medikamenten auch gentechnisch wirksames Material verkapselt und vor Ort freigesetzt werden kann. Das erweitert die Einsatzmöglichkeiten der künstlich erzeugten Nanopartikel erheblich: Anstatt auch andere Organe in Mitleidenschaft zu ziehen – was derzeit häufig der Fall ist – entfalten die gesteuerten Konstrukte ihre schädigende Wirkung nur noch da, wo die auch gewollt ist. „Dieses Verfahren wird der Gentherapie neue Impulse geben“, ist sich Tiemann daher sicher. Mögliche Einsatzgebiete sieht er neben der Tumortherapie auch bei Herz-/Kreislauferkrankungen. So konnte seine Arbeitsgruppe bereits zeigen, dass nach einem Herzinfarkt mit Hilfe der Ultraschalltherapie neue Blutgefäße in das erkrankte Gewebe einwachsen können.

Tiemanns Forscherteam kooperiert bei seinem Projekt eng mit Kollegen in Helsinki, London, Bordeaux, Paris, Tours, Gent, Eindhoven und Zypern. Der Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität Münster, Prof. Wilhelm Schmitz, freut sich nicht nur über die daraus resultierenden internationalen Kontakte: „Der neue Forschungsansatz passt hervorragend zu dem Nanomedizin-Schwerpunkt, den wir in den letzten Jahren in Münster aufgebaut haben und den wir künftig noch intensivieren wollen“, so der Pharmakologe.