Forscher an der JKU entwickelten ein Gerät, das Tumorzellen entfernt

Forscher an der Linzer Johannes Kepler Universität, kurz JKU, haben jetzt ein Gerät entwickelt, das Tumorzellen entfernt. Ein derartiges Verfahren ist völlig neu. Bis zum Einsatz bei Patienten ist jedoch noch viel Forschung nötig.

LINZ. Ein Team vom Institut für Medizin- und Biomechatronik an der JKU hat jetzt gemeinsam mit Bauingenieur Kurt Priesner einen "Tumorzellenschredder" gebaut. Dabei handelt es sich um ein Gerät, das sich unterschiedliche Eigenschaften zunutze macht, um Tumorzellen im Blutstrom mechanisch anzugreifen. Der "Tumorzellenschredder" wurde bereits zum Patent angemeldet, die Idee im wissenschaftlichen Journal "Scientific Reports" vorgestellt. 

„Mittels einer miniaturisierten Pumpe mit einer mechanisch gekoppelten rotierenden Drossel kann das Blut so geschert werden, dass es unbeeinträchtigt bleibt, die CTCs (=zirkulierende Krebszellen, Anm.) aber Schaden nehmen beziehungsweise zerstört werden. Durch entsprechende Regelung kann die Pumpen-Drossel-Einheit so betrieben werden, dass der natürliche Blutstrom nicht beeinträchtigt wird“, erklärt Werner Baumgartner, Leiter des Instituts für Medizin- und Biomechatronik.

Mit Unterstützung von Nicola Aceto von der Universitt Basel seien in Tests bereits erfolgreich Tumorzellcluster zerstört worden. Die Blutzellen seien dabei intakt geblieben.

Todesfälle gehen vor allem auf Metastasen zurück

Der Hintergrund dieser Erfindung ist, dass über 90 Prozent der durch Krebs verursachten Todesfälle auf Metastasen, also Absiedelungen, und nicht auf den primären Tumor zurückzuführen sind. Versuche, bösartige Zellen auf ihrem Weg vom Ausgangstumor abzufangen, waren bisher nur begrenzt erfolgreich. Derzeit geht das Auftreten von Metastasen mit einer deutlich erschwerten Behandlungssituation einher, für viele Tumorpatienten ist eine Ausheilung gar nicht mehr möglich.
Eine effektive Vermeidung der Metastierung würde die Lebenserwartung und die Lebensqualität vieler Patienten entscheidend verbessern. 

„Tumore grundsätzlich an einer Ausbreitung durch Metastasierung zu hindern, wäre ein enormer Durchbruch für die klinische Onkologie. Prof. Baumgartner und sein Team konnten experimentell zeigen, dass Krebszellen gegenüber mechanischen Scherkräften verwundbarer als normale, gesunde Blutzellen sind. Diese Idee haben sich die Forscher nun zunutze gemacht, um in einem speziellen Gerät, ähnliche einer Blutwäsche-Behandlung, modellhaft diese Scherkräfte auf das Blut einwirken zu lassen, woraufhin tatsächlich eine Hemmung der Metastasierungsfähigkeit der Krebszellen zu beobachten war", zeigt sich Clemens Schmitt, Professor an der Medizinischen Fakultät der JKU und Vorstand der Universitätsklinik für Hämatologie und Internistische Onkologie am Kepler Universitätsklinikum beeindruckt. 

Weitere Forschungsschritte nötig

Die aktuellen Ergebnisse liegen allerdings noch weit einer Anwendung bei Patienten entfernt. „Wir müssen den Prozess optimieren, Limits und Energieeffizienz austesten, Lager und Antriebe entwickeln und die Strömungsmechanik verbessern, um das Gerät effizient und sicher betreiben zu können“, meint Baumgartner. Darüber hinaus müssten noch Tests mit unterschiedlichen Tumorzellen erfolgen und die Verträglichkeit von Materialien, die mit Blut in Kontakt kommen, müsse erst gewährleistet werden. Erst danach seien klinische Studien und die Zulassung als Medizingerät denkbar. Grundsätzlich sind zwei Einsatzmöglichkeiten vorstellbar - entweder außerhalb des Körpers ähnlich der Dialyse oder als dauerhaftes Implantat im Körper.