Philips und die Technische Universität Eindhoven messen und visualisieren die lokale Applikation von Chemotherapeutika

  • Vorbereitung der temperatur-sensiblen Liposome im Labor (Foto: Philips/TU Eindhoven).Vorbereitung der temperatur-sensiblen Liposome im Labor (Foto: Philips/TU Eindhoven).
  • Vorbereitung der temperatur-sensiblen Liposome im Labor (Foto: Philips/TU Eindhoven).
  • Kontrolle der lokalen Medikamenten-Abgabe an der Auswertekonsole des MR-HIFU Scanners (Foto: Philips/TU Eindhoven).

Philips und die Technische Universität Eindhoven (TU/e) haben eine wichtige Entwicklung in der Magnetresonanztomographie (MRT)-gesteuerten, lokalen Arzneimittelabgabe für die Krebsbehandlung bekannt gegeben. Wissenschaftler aus aller Welt untersuchen seit fast einem Jahrzehnt die bildgestützte Arzneimittelabgabe durch die chemotherapeutische Behandlung von Tumoren verbessert werden könnte ohne Nebenwirkungen zu erhöhen.

Das gemeinsame Forschungsteam konnte jetzt in vorklinischen Studien zeigen, daß mit dieser neuen Methode eine verbesserte lokale Arzneimittelaufnahme bei Tumoren erreicht und zeitgleich die Medikamentabgabe visualisiert und gemessen werden kann. Diese Messungen könnten zum Zeitpunkt der Behandlung einen Hinweis darauf geben, ob die Arzneimittelaufnahme im Tumor ausreichend oder eine zusätzliche Behandlung erforderlich ist. Diese Machbarkeitsstudie („Proof of Concept") wird im Februar im Journal of Controlled Release veröffentlicht (de Smet et al., Journal of Controlled Release 150 (1), 102-110 (2011)).

Die chemotherapeutische Behandlung von Krebs dient zur Abtötung von Tumorzellen. Im Allgemeinen steigt dabei die Effektivität mit zunehmender Medikamentendosis. Allerdings ist die maximale Dosis durch die möglichen schweren Nebenwirkungen im restlichen Körper begrenzt. Bei vorklinischen Studien konnten Philips und die TU/e mithilfe ihres neuen Ansatzes für die lokale Arzneimittelabgabe eine erhöhte Dosis des Chemotherapiemedikaments direkt im Tumor erzielen. Ein weiteres Problem in der Tumortherapie sind Tumore, die schlecht durchblutete Bereiche aufweisen, wodurch Chemotherapeutika nicht gleichmäßig aufgenommen werden, was wiederum zu einer suboptimalen Behandlung führt. In dieser vorklinischen Studie wurde nun eine Methode demonstriert, die es erlaubt diese Bereiche sichtbar zu machen und die Arzneimittelaufnahme im Tumor zum Zeitpunkt der Behandlung zu messen. Dies ermöglicht direkt nach der Behandlung Tumore zu identifizieren, die aufgrund ihrer Morphologie keine ausreichende Arzneimitteldosis erhalten haben und daher „Kandidaten" für eine alternative Therapie sein könnten.

Die Studie wurde unter Leitung von Holger Grüll durchgeführt, Professor in der Biomedizinischen NMR-Forschungsgruppe an der Technischen Universität Eindhoven und außerdem verantwortlich für die Forschung zu molekularer Bildgebung und Therapie bei Philips Research.

Philips und die TU/e arbeiten gemeinsam an diesem explorativen Forschungsprojekt, welches seit zwei Jahren auch Teil des EU-finanzierten europäischen Verbundprojektes „Sonodrugs" ist. Die Forschungsarbeiten wurden in einem speziell dafuer eingerichtetem gemeinsamen Infrastruktur in Eindhoven durchgeführt. Grüll und sein Team verwendeten eine Kombination aus MRT- und Ultraschall-Technik, sowie winzige, temperaturempfindliche Partikel (sogenannte „Liposome") als Arzneimittelträger. Die Liposome werden in die Blutbahn injiziert und transportieren das Arzneimittel durch den Körper zum Tumor. Der Tumor wird mit einem fokussierten Ultraschallstrahl leicht erwärmt. Sobald die temperaturempfindlichen Liposome den erwärmten Tumor erreichen, werden sie permeabel und setzten die im inneren eingeschlossenen Arzneimittel frei. Die MRT erlaubt dabei sowohl den Tumor zu lokalisieren als auch simultan die lokale Gewebetemperatur zu messen, um so die Ultraschallerwärmung zu steuern. Um die Menge des freigesetzten Arzneimittels zu messen, enthalten die Liposome neben dem Medikament auch ein in der klinischen Bildgebung übliches MRT-Kontrastmittel. Da dieses zusammen mit dem Medikament bei Erwärmung freigesetzt wird, kann mit Hilfe der MRT die Arzneimittelaufnahme im Tumor und im umgebenden Gewebe verfolgt werden.

Die vorklinischen Studien von Grüll und seiner Gruppe haben (wie im Artikel im Journal of Controlled Release beschrieben) die prinzipielle Machbarkeit der Methode zur lokalen Arzneimittelabgabe sowie der Messung und Visualisierung der Arzneimittelfreisetzung nachgewiesen. Weitere vorklinische Studien werden derzeit durchgeführt, um den therapeutischen Nutzen des Verfahrens zu beurteilen. Dies ist der nächste erforderliche Schritt auf dem Weg zur klinischen Umsetzung und zur therapeutischen Patientenbehandlung.

„Die Technologie zur bildgestützen Arzneimittelabgabe hat das Potenzial, die chemotherapeutische Behandlung von bestimmten Krebsarten zu verbessern", so Henk van Houten, Senior Vice President und General Manager von Philips Research sowie Program Manager des Bereichs Healthcare. „Die an der Kooperation zwischen Philips und der TU/e beteiligten Forscher zählen zu den führenden Experten für die technische Kombination von MRI, Ultraschall und Liposomen zur lokalen Arzneimittelabgabe. Dank der Zusammenarbeit mit Partnern und Philips' Stärken in der medizinischen Bildgebung können wir zeigen, dass eine zeitnahe Rückkopplung über die lokale Arzneimittelabgabe möglich ist. Dies könnte in Zukunft zu einer verbesserten Behandlungsplanung und Krebstherapie führen."

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