Mit Spermien gegen Krebs
Ein Problem bei der Krebstherapie ist, dass Medikamente den Tumor nicht oder nur teilweise erreichen. Forscher haben jetzt ausprobiert, ob sie von Spermazellen befördert werden könnten – mit Erfolg.
- TR Online
Medikamente zu Krebsgewebe zu transportieren, ist eine der drängendsten medizinischen Herausforderungen unserer Zeit. Die Probleme dabei sind vielfältig: Auf dem Weg zu ihrem Ziel werden die Wirkstoffe häufig von Körperflüssigkeiten verdünnt oder von anderen Organen absorbiert. Und selbst wenn sie ihr Ziel erreichen, können sie nicht ohne weiteres in das kranke Gewebe eindringen. Also wird dringend nach besseren Möglichkeiten gesucht, Medikamente an den richtigen Ort im Körper zu bringen.
Spermien als Wirkstoff-Boten
An dieser Stelle kommen Mariana Medina-Sánchez und Kollegen vom Institut für Integrative Nanowissenschaften in Dresden ins Spiel. Sie haben ein neuartiges System entwickelt, bei dem Wirkstoffe mit Hilfe von Spermien in einen Tumor eingebracht werden. Der Ansatz ist speziell für Erkrankungen des weiblichen Reproduktionstrakts gedacht, beispielsweise Gebärmutterkrebs, Endometriose, Beckenentzündungen und andere.
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Im Prinzip ist das System ganz einfach. Medina-Sánchez und Kollegen tauchen Spermien schlicht in den Wirkstoff ein, wobei diese erstaunlich hohe Dosen davon aufnehmen. Anschließend werden die Spermazellen dazu gebracht, in eine Art mechanisches Geschirr zu schwimmen – eine sich selbst sichernde Mikro-Struktur, die dann am Kopf der Zellen bleibt.
Das Geschirr ist mit Eisen beschichtet, so dass die Spermazellen über ein externes Magnetfeld gesteuert werden können. Der Antrieb kommt also von den Zellen selbst, während ein Arzt ihre Richtung bestimmen kann.
Zielort ist der Tumor
Außerdem hat das Geschirr einen Mechanismus zum schnellen Lösen. Wenn das Gespann auf eine Oberfläche trifft, löst sich die Fixierung der Spermazelle, so dass sie frei weiterschwimmen kann. Genau das soll passieren, wenn zum Beispiel ein Tumor erreicht wird: Die Zelle soll in das Gewebe und in die Krebszellen eindringen.
Medina-Sánchez und Kollegen haben diesen Mechanismus im Labor getestet – mit Spermien von Bullen, deren Größe menschlichen ähnelt. Sie beluden die Zellen mit einem bei Chemotherapie gebräuchlichen Medikament namens Doxorubicin und befestigten sie dann in dem mechanischen Geschirr. So aufgerüstet, wurden sie dann auf ein Standard-Krebsmodell aus so genannten HeLa-Zellen und -Sphäroiden losgelassen.
Vorteile der Spermien
Die Ergebnisse sind interessant. Wie das Team feststellte, werden die Spermien durch das Geschirr um 43 Prozent langsamer, können sich aber immer noch bewegen und in Krebszellen sowie die Sphäroide eindringen. Tatsächlich wurden diese Zellen dann effektiv abgetötet.
Spermazellen haben deutliche Vorteile gegenüber anderen Methoden für den Medikamenten-Transport. Bakterien zum Beispiel können starke Immunreaktionen auslösen. Und anders als Bakterien bilden Spermien keine Kolonien, die weitere Probleme auslösen können.
Und es gibt noch mehr Vorteile. Spermien schützen den Wirkstoff vor Enzymen, die ihn abbauen könnten, und sie geben ihre Ladung nicht überraschend frei; dieses Problem kann auftreten, wenn Medikamente in molekularen Käfigen namens Mizellen befördert werden.
Frage der Wirkstoff-Dosis
Gleichzeitig jedoch wirft die Studie wichtige Frage auf, die das Team noch beantworten muss. Beispielsweise wird das mechanische Geschirr nach dem Eintreffen der Spermien am Ziel nicht mehr benötigt, und es ist bislang nichts darüber bekannt, wie der Körper anschließend damit zurechtkommt und es abbaut.
Außerdem stellt sich die Frage, wie gut sich die Wirkstoff-Dosis kontrollieren lässt. Dies hängt zusammen mit der Zahl der Spermien, die ihr Ziel erreichen, sowie mit der Menge an Wirkstoffen, die jedes davon trägt. Hier wird eine sorgfältige Feinabstimmung erforderlich sein.
Test mit menschlichen Spermien steht noch aus
Und zuletzt müssen die Forscher ihren Mechanismus auch mit menschlichen Spermazellen testen. Das wiederum wirft ethische Fragen auf – wessen Sperma soll dafür verwendet werden, und was ist mit möglichen Schwangerschaften?
Wenn sich diese Fragen überzeugend beantworten lassen, hat die Technik erhebliches Potenzial. Jedes Jahr wird allein in den USA bei rund 100.000 Frauen Gebärmutterkrebs diagnostiziert. Bessere Therapien werden dringend benötigt. "Es ist denkbar, dass Hybridsysteme mit Spermien in naher Zukunft bei Krebs-Diagnose und -Behandlung im Körper zum Einsatz kommen", schreiben die Forscher.
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