Targeting magnetischer Nanopartikel in Tumorgewebe zur hyperthermischen Therapie und zur lokalen Chemotherapie

Einleitung: Durch gezielte, lokale Applikation von Pharmaka mithilfe systemisch applizierter magnetischer Nanopartikel (MNP) können insbesondere die zahlreichen Nebenwirkungen einer systemischen Chemotherapie auf den Gesamtorganismus reduziert werden. Dazu sollen die MNP mittels Magnetfeldfallen gefangen und am Wirkort aufkonzentriert werden. Als Anwendungsbeispiele dienen der Klatskin-Tumor und das Ösophaguskarzinom. Um diese Technick zu entwickeln ist es nötig ein gutes biophysikalisches Modell des Tumors und seiner Umgebung zu erstellen.

Material und Methoden: Mittels eines SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) wurden die magnetischen Suszeptibilitäten der in der Umbebung des Ductus hepaticus communis und des Ösophagus liegenden Organe bzw. Gewebe, die einen Einfluss auf die Therapie von Klatskin- und Ösophagustumoren haben, können bestimmt. Dabei wurden im Versuchstier Schwein auch die Veränderungen, die durch die Nanopartikel und die Magnetfeldfallen selber entstehen untersucht. Desweiteren wurden CT- und MRT- Untersuchungen sowie endosonographische Untersuchungen bei Patienten ausgewertet, um ein genaues biophysikalisches Modell zu bilden.

Ergebnisse: In den Tierversuchen konnte die Wirksamkeit des Verfahrens gezeigt werden. Es konnte ein grundlegendes diamagnetisches Verhalten der Gewebe nachgewiesen werden. Dennoch zeigten sich Suszeptibilitätsunterschiede in Abhängigkeit von der Durchblutung und dem Eisengehalt der Organe. Durch die zusätzliche Auswertung der geometrischen Charakteristika konnte ein genaues biophysikalisches Modell eines Klatskin-Tumors und seiner Umgebung bzw. des Ösophaguskarzinoms und seiner Umgebung in MATLAB erstellt werden, mithilfe dessen die optimale Magentfeldfalle zum Auffangen der MNP simuliert und optimiert werden konnte.

Schlussfolgerung: Mit den vorliegenden Daten konnte eine optimierte Magnetfeldfalle für die oben genannten Organe verwirklicht werden. Hiermit soll eine lokale, MNP vermittelte, hyperthermische und medikamentöse Tumortherapie im Tiermodell entwickelt werden, die langfristig einer patientenindividualisierten, lokalen und gut verträglichen Therapie dient.