MONTREAL – Durch Ultraschall gesteuerte Mikrobläschen könnten verwendet werden, um die Wirksamkeit von Immuntherapiebehandlungen bei Krebs zu verbessern, haben Forscher der Biologie- und Physikabteilungen der Concordia University herausgefunden.
Forscher haben insbesondere herausgefunden, dass dieser Prozess die Freisetzung von mehr als 90 Arten von Zytokinen fördern kann, Molekülen, die für die Immunantwort unerlässlich sind.
„(Die T-Zellen) werden müde oder lethargisch“, sagte der betreuende Autor der Studie, Professor Brandon Helfield. Sie funktionieren nicht mehr. Mit diesem Verfahren können wir ihnen einen Energieschub geben.“
Die durch Ultraschall gesteuerte Mikrobläschentechnologie – Bläschen mit einer Größe von einem Millionstel Meter – ist nicht neu, da sie in der medizinischen Bildgebung und bei der Verabreichung von Medikamenten bereits weit verbreitet ist. In der Bildgebung beispielsweise ermöglichen die Vibrationen, die Mikrobläschen unter dem Einfluss von Ultraschall erzeugen, schärfere Bilder.
Allerdings sei in den letzten fünfzehn Jahren beobachtet worden, dass diese Mikrobläschen auch eine therapeutische Wirkung haben können, sagte Professor Helfield.
Dieses Mal wollten er und seine Kollegen wissen, ob sich die Technologie bei der Bekämpfung solider Tumoren als nützlich erweisen könnte – beispielsweise gegen Gehirn- oder Leberkrebs –, die resistenter gegen Immuntherapie sind als Blutkrebs.
Tatsächlich seien diese Tumoren in der Lage, die T-Lymphozyten, die sie angreifen, „einzuschläfern“, erklärte der Forscher, wodurch sie deutlich weniger wirksam seien. Aber mit durch Ultraschall gesteuerten Mikrobläschen, fuhr er fort, scheine es möglich, diesen Zellen einen Energieschub zu geben, ein bisschen wie das Aufladen einer Autobatterie an einem eiskalten Wintermorgen.
Die technischen Details des Verfahrens sind sehr komplex, doch wenn die Mikrobläschen vom Ultraschall getroffen werden, beginnen sie mit einer sehr hohen Frequenz zu vibrieren. Diese Vibrationen üben einen Druck auf die Wand der Membranen der T-Lymphozyten aus, die dann beginnen, die Zytokine abzusondern, die für das Wachstum neuer Immun- und Blutzellen notwendig sind.
Noch vielversprechender war, dass die Forscher einen Rückgang bestimmter Zytokine ermittelten, die andernfalls das Tumorwachstum fördern könnten, und einen Anstieg von Zytokinen, die das Immunsystem in den Kampf rufen.
Dieser Prozess schädigt die Immunzellen in keiner Weise.
„Wir haben hier gezeigt, dass durch Mikrobläschen unterstützter fokussierter Ultraschall Immunzellen sowohl im Hinblick auf die Verbesserung der Zellmembranpermeabilität als auch auf die Sekretion von pro-immunen Zytokinen und Chemokinen moduliert“, schreiben die Forscher.
„Zusammengenommen legen diese Daten nahe, dass die Modulation menschlicher Immunzellen durch fokussierten Ultraschall mithilfe von Mikrobläschen die lokalen Konzentrationen wichtiger Sekrete verändern kann, was die Wirksamkeit der Krebsimmuntherapie verbessern könnte.“
Obwohl sich die Forschung noch in einem frühen Stadium befindet und diese Ergebnisse erst im Labor erzielt wurden, hoffen die Autoren, dass diese Arbeit ihr Verständnis für die verschiedenen Wege vertiefen wird, die Chemikalien im Immunsystem zur Krebsbekämpfung nutzen.
Darüber hinaus glauben sie, dass dieser Forschungsweg bestehende Krebsbehandlungen und Zelltherapien verbessern und ergänzen wird, auch wenn sie einräumen, dass eine klinische Anwendung nicht für morgen vorgesehen ist.
„Wir müssen noch viel lernen, aber zumindest haben wir gezeigt, dass T-Zellen durch Ultraschall und Mikrobläschen beeinflusst werden können“, schloss Professor Helfield.
Die Ergebnisse dieser Studie, deren Hauptautorin die Doktorandin Ana Baez ist, wurden in der medizinischen Fachzeitschrift Frontiers in Immunology veröffentlicht.
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