Mit schwerem Kaliber gegen Krebs

14. November 2015, 16:08
14 Postings

Ionentherapie bietet bessere Perspektiven zur Behandlung von schwierig zu bekämpfenden Tumoren

Wiener Neustadt – Der Ansatz ist hart, aber wirksam. Die Entstehung bösartiger Tumoren kann bekanntlich durch Chemikalien oder Strahlung ausgelöst werden. Die Krebserreger greifen das Erbgut gesunder Zellen an und verändern es. Falls es dem Körper nicht gelingt, solche Schäden zu reparieren, droht die Gefahr unkontrollierten Wachstums. Das Übel lässt sich jedoch mit vergleichbaren Mitteln bekämpfen. Chemotherapie und Bestrahlung sind neben chirurgischen Eingriffen zwei klassische Säulen der Tumorbehandlung. Gezielt eingesetzte Giftstoffe sollen die entarteten Zellen zuverlässig töten, Strahlenbündel dienen demselben Zweck. Allerdings rufen beide Methoden mitunter auch schwere Nebenwirkungen hervor. Manchmal scheint es, als ob der Teufel mit dem Beelzebub ausgetrieben werden soll.

Mit der Zeit indes haben Forscher die Verfahren erheblich verfeinert. Die Radiotherapie basierte lang auf dem Einsatz starker elektromagnetischer Strahlung. Wenn diese auf ihrem Weg zum Ziel gesundes Gewebe durchquert, wird dieses schnell in Mitleidenschaft gezogen. Ein medizinisches Dilemma. Die Verwendung von Ionenstrahlen bietet hier einen Ausweg. Sie besteht nicht aus lichtähnlichen Energiequanten, also Photonen, sondern aus nuklearen Partikeln: Wasserstoffkerne, Protonen eben, oder Kohlenstoffionen. Und diese Teilchen setzen ihre Kraft viel präziser frei.

Zielgenaue Dosierung

"Weltweit sind in den vergangenen Jahrzehnten an die 140.000 Patienten mittels Partikeltherapie behandelt worden", sagt Eugen Hug, neuer wissenschaftlicher Leiter des MedAustron in Wiener Neustadt. "Das ist etablierte Technik." Ihr größtes Plus, die äußerst zielgenaue Dosierung der Strahlungsenergie, beruht auf einem besonderen physikalischen Effekt. Es ist der sogenannte Bragg-Peak. Er macht aus den Partikeln winzige Geschoße mit Zeitzünderwirkung. Das Verfahren erfordert den Betrieb beeindruckend großer technischer Anlagen – wie jener des MedAustron.

Ihr Herzstück ist ein Teilchenbeschleuniger, dessen größter Steuerungsmagnet nicht weniger als 120 Tonnen wiegt. Durch die Beschleunigung der Ionen werden diese mit kinetischer Energie aufgeladen. Die Partikel erreichen dabei etwa zwei Drittel Lichtgeschwindigkeit, zirka 200.000 Kilometer in der Sekunde.

Das Phänomen des Bragg-Peaks zeichnet sich dadurch aus, dass beschleunigte Teilchen beim Eindringen in das Gewebe zunächst kaum Energie freisetzen. Gebremst werden die Ionen dennoch. Erst kurz vor Stillstand kommt es zu einer pulsartigen Energieabgabe.

Für das Erbgut einer getroffenen Zelle hat das verheerende Folgen. Die DNA-Ketten brechen, ganze Sequenzen werden herausgerissen. Chaos und Zerstörung in den Chromosomen. Dank Bragg-Peak lässt sich diese Wucht millimetergenau im Inneren eines Tumors entfalten. Gesunde Zellen in der Umgebung bleiben weitgehend verschont.

Die Ionentherapie, erklärt Eugen Hug, zeigt im Vergleich zur herkömmlichen Bestrahlung zudem eine intensivere Wirkung. "Schwere Teilchen richten größere Schäden an als Photonen." Eine Frage des Kalibers, sozusagen. Zwar verfügen Zellen, auch solche in Karzinomen, über eigene Mechanismen zur DNA-Reparatur, doch je größer die Lücken, desto schwerer sind diese wieder zu flicken. "Die Schädigung der DNA soll die Zellteilung verhindern", sagt Hug. Das Tumorwachstum wird dadurch unterbunden, stattdessen tritt bei den Zellen die Apoptose, eine vorprogrammierte Selbstauflösung, ein.

Auf die Technik kommt es an

Partikelbestrahlung hat unter anderem bei der Behandlung von schwierigen Prostatakrebsfällen sehr gute Ergebnisse gezeigt. Die Methode lässt sich auch erfolgreich bei Patienten mit künstlichen Hüftgelenken einsetzen – wenn man die Strahlenbündel geschickt an den undurchlässigen Implantaten vorbeilenkt. Aus Sicherheitsgründen wird meistens aus zwei Richtungen gleichzeitig bestrahlt. Unmittelbar hinter dem Bragg-Peak scheint nämlich noch relativ viel Energie durchzuschlagen. Eine potenzielle Bedrohung für gesunde Zellen. Durch Verteilung der Strahlendosis auf zwei Bündel reduziert man dieses Risiko um 50 Prozent, erläutert Eugen Hug. "So können wir Unwägbarkeiten vermindern."

Am MedAustron liegt der Fokus allerdings nicht auf Prostatakarzinomen, wie der Radioonkologe betont. "Die Frage ist: Für welche Patienten ist diese Form der Bestrahlung am effektivsten, wer profitiert am meisten?" Kinder mit Hirntumoren zum Beispiel. Bei ihnen ermöglicht die Ionentherapie den besten Schutz für umliegende, gesunde Gehirnbereiche.

Der Unterschied zur Standardbehandlung kann über gravierende Lernbehinderungen oder eine normale Schulausbildung entscheiden, meint Hug. Das verringere auch die gesamtgesellschaftlichen Kosten der Krankheit. In der Bekämpfung von zentral gelegenem Lungenkrebs spielen die Partikel ihre Vorteile ebenfalls aus. "Manche Betroffene sterben nach Photonenbestrahlung an Herzversagen." Eine Folge zu hoher Nebendosen. Beim Einsatz von Protonen oder Kohlenstoffionen passiert so etwas fast nie.

Hug ist überzeugt: "Ich gehe davon aus, dass die Mehrzahl der Patienten heilbar ist." Auch schwierig zu behandelnde Tumoren seien behandelbar. Auf die Technik kommt es an. Das in den Jahren 2011 bis 2012 erbaute MedAustron wird im kommenden Frühling planmäßig mit ersten praktischen Anwendungen starten. Wenn nach zwei bis drei Jahren der Routinebetrieb eingesetzt hat, könnten jährlich bis zu 1200 Patienten aus dem gesamten Bundesgebiet ionenstrahltherapeutisch behandelt werden, sagt Hug. "Wir sind eine nationale Ressource." (Kurt de Swaaf, 14.11.2015)

  • Das Verfahren mit Ionenstrahlen erfordert einiges an Technik: Das Herzstück des MedAustron bildet ein Teilchenbeschleuniger, dessen größter Steuerungsmagnet 120 Tonnen wiegt.
    foto: apa / roland schlager

    Das Verfahren mit Ionenstrahlen erfordert einiges an Technik: Das Herzstück des MedAustron bildet ein Teilchenbeschleuniger, dessen größter Steuerungsmagnet 120 Tonnen wiegt.

Share if you care.