"Fast überall im Körper können die Blutgefäße Medikamente zu den Organen transportieren. Nur im Gehirn ist das anders: Hier sind die Wände der Blutgefäße so dicht gepackt, dass sie nur eingeschränkt Stoffe passieren lassen. Normalerweise schützt diese Blut-Hirn-Schranke das Gehirn vor gefährlichen Substanzen. Aber will man Krankheiten behandeln, wird sie zum Hindernis."
Nathan McDannold ist so etwas wie ein Ali Baba der Wissenschaft. Der Forscher aus Harvard sucht nach einem "Sesam, öffne dich", mit dem die Blut-Hirn-Schranke passierbar wird – passierbar für Medikamente, die sonst nicht hindurch passen. Die Methoden, die die Ärzte bislang verwenden, sind nicht gerade schonend: Entweder injizieren sie die Arznei mit einer feinen Nadel direkt ins Gehirn oder sie pflanzen eine Art Medikamentenspender ins Hirn ein, der den Wirkstoff im Laufe der Zeit dosiert abgibt. Nathan McDannold und seine Kollegen versuchen nun, eine wesentlich schonendere Methode zu entwickeln. Sie setzen auf Ultraschall.
"Wir schicken von außen einen gebündelten Ultraschall-Strahl ins Gehirn. Zuvor haben wir ein Kontrastmittel in die Adern gespritzt, es besteht aus mikroskopisch kleinen Blasen. Diese Blasen reagieren sehr stark auf den Ultraschall und wirken auf die Wände der Blutgefäße ein."
Als Ergebnis öffnet sich die Blut-Hirn-Schranke und lässt Medikamente hindurch, die sonst aufgrund ihrer Größe nicht hindurchpassen. Nur: Was sich bei diesem molekularen "Sesam, öffne dich" im Detail abspielt, hat McDannold noch nicht herausgefunden.
"Bislang wissen wir noch nicht genau, was da passiert. Es ist wohl wahrscheinlich nicht so, dass wir mit dem Ultraschall tatsächlich kleine Löcher in die Gefäßwand bohren. Vielmehr sieht es so aus, als dass der Ultraschall die Funktionsweise der Moleküle in der Blutgefäßwand ein wenig verändert und dadurch die Schranke ein bisschen lockert."
Schaltet man den Ultraschall dann ab, bleibt die Schranke noch über Stunden offen, dann geht sie wieder zu. Bislang haben die Harvard-Forscher das Verfahren im Tierversuch getestet – mit Erfolg, wie McDannold sagt: Bei den Tests war tatsächlich genug Wirkstoff ins Gehirn gelangt, um eine therapeutische Wirkung zu zeigen. Doch ist die Methode auch sicher? Denn wenn der Ultraschall die Blutgefäße massiv beschädigt, könnten Infarkte ausgelöst und Hirnzellen zerstört werden.
"Gelegentlich beobachten wir kleine Beschädigungen an den Blutgefäßen. Sie entstehen dadurch, dass hin und wieder eines der Kontrastmittel-Bläschen implodiert. Wir denken aber nicht, dass das ein großes Problem ist, besonders wenn es darum geht, einen Hirntumor zu behandeln. Denn da sind die alternativen Behandlungsmethoden viel gravierender und richten deutlich größere Schäden an."
Die neue Methode zielt vor allem auf Krebspatienten mit unheilbaren Hirntumoren ab. Zurzeit sind die Harvard-Forscher mit einer Studie beschäftigt, bei der sie das Krebsmedikament Herceptin per Ultraschall durch die Schranke schlüpfen lassen wollen. Herceptin hat sich bei der Behandlung von Brustkrebs bewährt. Und dank Ultraschall könnte es künftig vielleicht auch gegen Hirnmetastasen helfen. Mit ersten Ergebnissen rechnen die Wissenschaftler noch in diesem Jahr.
Nathan McDannold ist so etwas wie ein Ali Baba der Wissenschaft. Der Forscher aus Harvard sucht nach einem "Sesam, öffne dich", mit dem die Blut-Hirn-Schranke passierbar wird – passierbar für Medikamente, die sonst nicht hindurch passen. Die Methoden, die die Ärzte bislang verwenden, sind nicht gerade schonend: Entweder injizieren sie die Arznei mit einer feinen Nadel direkt ins Gehirn oder sie pflanzen eine Art Medikamentenspender ins Hirn ein, der den Wirkstoff im Laufe der Zeit dosiert abgibt. Nathan McDannold und seine Kollegen versuchen nun, eine wesentlich schonendere Methode zu entwickeln. Sie setzen auf Ultraschall.
"Wir schicken von außen einen gebündelten Ultraschall-Strahl ins Gehirn. Zuvor haben wir ein Kontrastmittel in die Adern gespritzt, es besteht aus mikroskopisch kleinen Blasen. Diese Blasen reagieren sehr stark auf den Ultraschall und wirken auf die Wände der Blutgefäße ein."
Als Ergebnis öffnet sich die Blut-Hirn-Schranke und lässt Medikamente hindurch, die sonst aufgrund ihrer Größe nicht hindurchpassen. Nur: Was sich bei diesem molekularen "Sesam, öffne dich" im Detail abspielt, hat McDannold noch nicht herausgefunden.
"Bislang wissen wir noch nicht genau, was da passiert. Es ist wohl wahrscheinlich nicht so, dass wir mit dem Ultraschall tatsächlich kleine Löcher in die Gefäßwand bohren. Vielmehr sieht es so aus, als dass der Ultraschall die Funktionsweise der Moleküle in der Blutgefäßwand ein wenig verändert und dadurch die Schranke ein bisschen lockert."
Schaltet man den Ultraschall dann ab, bleibt die Schranke noch über Stunden offen, dann geht sie wieder zu. Bislang haben die Harvard-Forscher das Verfahren im Tierversuch getestet – mit Erfolg, wie McDannold sagt: Bei den Tests war tatsächlich genug Wirkstoff ins Gehirn gelangt, um eine therapeutische Wirkung zu zeigen. Doch ist die Methode auch sicher? Denn wenn der Ultraschall die Blutgefäße massiv beschädigt, könnten Infarkte ausgelöst und Hirnzellen zerstört werden.
"Gelegentlich beobachten wir kleine Beschädigungen an den Blutgefäßen. Sie entstehen dadurch, dass hin und wieder eines der Kontrastmittel-Bläschen implodiert. Wir denken aber nicht, dass das ein großes Problem ist, besonders wenn es darum geht, einen Hirntumor zu behandeln. Denn da sind die alternativen Behandlungsmethoden viel gravierender und richten deutlich größere Schäden an."
Die neue Methode zielt vor allem auf Krebspatienten mit unheilbaren Hirntumoren ab. Zurzeit sind die Harvard-Forscher mit einer Studie beschäftigt, bei der sie das Krebsmedikament Herceptin per Ultraschall durch die Schranke schlüpfen lassen wollen. Herceptin hat sich bei der Behandlung von Brustkrebs bewährt. Und dank Ultraschall könnte es künftig vielleicht auch gegen Hirnmetastasen helfen. Mit ersten Ergebnissen rechnen die Wissenschaftler noch in diesem Jahr.