Medizinischer Durchbruch: Ärzte durchbrechen die Blut-Hirn-Schranke

Die Blut-Hirn-Schranke ist eine kluge Einrichtung des menschlichen Körpers. Sie verhindert, dass Giftstoffe aus dem Blut in das Gehirn übertreten können und schützt dieses so. Allerdings wird auf diese Weise auch der Übertritt vieler Medikamente aus dem Blut ins Gehirn verhindert, was die Behandlung von Hirntumoren und Erkrankungen des zentralen Nervensystems zuweilen schwierig macht. Kanadischen Ärzten gelang es nun, die Schranke zu öffnen.

Gehirnareale — Foto: brain lobes, Allan Ajifo, Flickr, CC BY-SA 2.0

Chemotherapie und die Blut-Hirn-Schranke

Chemotherapie ist ein essentieller Bestandteil der modernen Krebstherapie. Starke Medikamente werden eingesetzt, um Tumorzellen abzutöten, oft mit schwerwiegenden Nebenwirkungen. Dennoch ist die Therapie von Krebs in der modernen Medizin ohne Chemotherapie nur selten möglich. Im Falle von Hirntumoren stellt das ein Problem dar. Denn die Medikamente bleiben an der Blut-Hirn-Schranke hängen. Diese Trennung des Blutkreislaufs des zentralen Nervensystems von dem des restlichen Körpers soll die Vergiftung des Gehirns verhindern. Leider verhinderte sie bisher im Falle von Hirntumoren auch die Therapie. Zwar ist es manchen Medikamenten bereits möglich, die Schranke zu überwinden. Stark fettlösliche Stoffe bis zu einer bestimmten Molekülgröße ist es möglich, durch die Barriere zu dringen. So wurden zum Beispiel die Morphine in Heroin so verändert, dass sie aus dem Blut durch die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn dringen können. Krebsmedikamenten und Wirkstoffen gegen neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer ist dies bisher jedoch verwehrt geblieben.

Kanadischen Ärzten gelang nun aber eine kleine medizinische Sensation: Erstmals durchbrachen sie ohne operativen Eingriff die Blut-Hirn-Schranke.

Mit Ultraschall durch die Blut-Hirn-Schranke

Zwei Jahrzehnte Forschung steckten hinter dem ersten Versuch, den die Onko- und Radiologen des kanadischen Sunnybrook Health Science Center an einer Patientin durchführten. Sie spritzten ihr ein Chemotherapiemedikament und winzige Luftbläschen, die kleiner als die roten Blutkörperchen waren und so ungehindert im Blutstrom mitfließen konnten. Mittels eines helmartigen Aufsatzes für den Kopf richteten die Mediziner im Anschluss niedrigfrequente Ultraschallwellen direkt auf die Blutgefäße in der Nähe des Tumors. Die Schallwellen versetzten die Luftbläschen in Vibrationen, die die sogenannten Tight Junctions, also die Proteinbänder, die die Blut-Hirn-Schranke zusammenhalten, lösten und so den Durchtritt des Medikamentes durch die Blut-Hirn-Schranke ermöglichten. Bei der Überprüfung durch ein Echtzeit-MRT zeigten sich winzige Löcher in der Blut-Hirn-Schranke.

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Dass Tight Junctions durch Ultraschall gelöst werden können, ist bereits seit Anfang des Jahrtausends praktisch nachgewiesen. 2001 gelang dies unter Laborbedingungen, damals jedoch noch an Mäusen und Kaninchen.

Die Löcher in der Blut-Hirn-Schranke blieben etwa 12 Stunden offen, bis sie sich wieder schlossen. Im Anschluss gelang die operative Teilresektion des Tumors. Laboruntersuchungen, die momentan noch andauern, sollen zeigen, wie gut das Medikament den Tumor erreichte.

Kleine Sensation in der medizinischen Forschung

Trotz der noch ausstehenden Laborbefunde sind die Mediziner von ihrem Erfolg begeistert: “Manche der interessantesten und neuesten Methoden, bösartige Hirntumoren zu behandeln, erreichen die Tumorzellen wegen der Blut-Hirn-Schranke gar nicht. Diese Technik eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten, effektive Therapien genau dahin zu bringen, wo wir sie haben wollen” , so Todd Mainprize, Neurochirurg am Sunnybrook Health Science Center.

Die Erfolgsaussichten des Verfahrens sind noch nicht ganz klar. Zwar stellt die Blut-Hirn-Schranke ein Hindernis bei der Therapie von Hirntumoren dar, es wird aber angenommen, dass in der Biologie von Hirntumoren selber eine gewisse Medikamentenresistenz angelegt ist, die für die bestehenden Behandlungsschwierigkeiten noch ausschlaggebender ist. Die ausstehenden Laborberichte werden also mit Spannung erwartet.

Dennoch stellt die nicht invasive Überwindung der Blut-Hirn-Schranke einen Meilenstein der medizinischen Forschung dar. So ist auch eine Verbesserung der Therapie von neurologischen Erkrankungen wie beispielsweise Alzheimer durch diese Technik denkbar. Die momentan laufende Studie umfasst neun weitere Patienten und soll die Verträglichkeit der Technik testen. Weitere Studien mit mehr Patienten sollen folgen, um eine sichere Datengrundlage zu schaffen.