Ein Durchbruch in der Nutzung von Licht.

Manche Krebszellen besitzen die Fähigkeit, in einen bestimmten Zustand einzutreten

Bei einigen Krebsarten, darunter Lungenkrebs, sind Stresshormone der Auslöser dieser Reaktion. Spezielle Proteine, sogenannte Glukokortikoidrezeptoren, erkennen diese Hormone in den Tumorzellen. Werden diese Rezeptoren aktiviert, versetzen sie die Zellen in einen Ruhezustand, wodurch die Zellteilung deutlich verlangsamt wird und viele Behandlungen weniger wirksam sind.

Wissenschaftler versuchen seit Langem, diese Rezeptoren zu deaktivieren, um Krebszellen zu „erwecken“ und sie so leichter angreifen und zerstören zu können. Die größte Herausforderung besteht jedoch darin, dass Glukokortikoidrezeptoren im gesamten Körper vorkommen, nicht nur in Krebszellen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Entzündungshemmung und der Unterstützung des Immunsystems. Die vollständige Ausschaltung dieser Rezeptoren würde schwerwiegende Nebenwirkungen verursachen. Daher muss eine erfolgreiche Behandlung Tumorzellen gezielt angreifen, ohne gesundes Gewebe zu schädigen.

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben kürzlich eine vielversprechende Lösung entwickelt. Sie schufen ein System, das die Zerstörung von Glukokortikoidrezeptoren in Tumorzellen aktiviert und gleichzeitig die gezielte Hemmung dieses Prozesses im umliegenden gesunden Gewebe durch Licht ermöglicht.

Robin Scheuplein, einer der Hauptautoren der Studie, sagte: „Dieses System baut auf bestehender Medizintechnik auf und bietet daher eine realistische Perspektive für lokalisierte Therapien.“

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Das langfristige Ziel dieser Technologie ist ihre Anwendung in hochpräzisen Krebstherapien. Die Forscher planen, diesen „Schalter“ direkt in den Tumor zu injizieren und anschließend mithilfe von Licht alle Moleküle zu deaktivieren, die in das umliegende gesunde Gewebe gelangen. „Dadurch kann die Aktivität streng auf den Tumorkern beschränkt werden, wodurch das umliegende Gewebe geschont und deutlich weniger Nebenwirkungen verursacht werden. Dieser Effekt ist reversibel und präzise steuerbar“, erklärte Scheuplein.

In Experimenten mit im Labor gezüchteten Lungenkrebszellen beobachtete das Forschungsteam die erwartete biologische Reaktion. Die Behandlung führte zu einer raschen Störung der Glukokortikoidrezeptoren in den Tumorzellen. Analysen der Genaktivität zeigten zudem, dass die Zellen aus ihrem Ruhezustand erwacht waren.

Scheuplein merkte jedoch an: „Dies muss nun natürlich auch an lebenden Organismen überprüft werden.“

Die Forscher betonen, dass das System noch weiterentwickelt werden muss, bevor es am Patienten eingesetzt werden kann. Eine aktuelle Einschränkung besteht darin, dass das Licht nur wenige Millimeter tief in das Gewebe eindringen kann. Um eine Schutzbarriere um den Tumor zu erzeugen, muss die Lichtquelle sehr nah am Behandlungsbereich platziert werden (beispielsweise mithilfe eines Endoskops bei Lungenkrebs). Für tiefer liegende Tumore hofft das Team, Varianten des Schalters zu entwickeln, die auf längere Wellenlängen des Lichts, wie etwa Nahinfrarotlicht, reagieren. Dieses Licht kann tiefer und schonender in das Gewebe eindringen.

Diese Plattform lässt sich bemerkenswerterweise auf viele weitere Zielstrukturen jenseits von Glukokortikoidrezeptoren anwenden. Scheuplein erklärt: „Wir haben ein modulares System entwickelt, mit dem wir auch andere Rezeptoren abschalten können.“ Zu den potenziellen Zielstrukturen gehören Östrogenrezeptoren, die mit hormonabhängigem Brustkrebs in Verbindung stehen, und Androgenrezeptoren, die mit fortgeschrittenem Prostatakrebs assoziiert sind.

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