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Wir überwinden Grenzen

Blut-Hirn-Schranke mit Nanomagneten für Medikamente öffnen

Neuroelektronik

(24.11.2017) Von den Blutgefäße im Gehirn gelangen nur ausgewählte Moleküle an die Nervenzellen. Forscher des Universitätsklinikums Freiburg wollen diese Barriere nun gezielt und für kurze Zeit überwinden – mit Nanopartikeln und Wärme.

Krankheiten des Gehirns, wie Hirntumore, können oft nur unbefriedigend mit Medikamenten behandelt werden. Denn die Blutgefäße des Gehirns sind so dicht ummantelt, dass nur spezielle Molekülarten die Gefäßwand passieren können. Ein neues Konsortium um Forscher des Universitätsklinikums Freiburg will diese Blut-Hirn-Schranke nun öffnen, indem sie eng umgrenzt Hirngefäße minimal erwärmen. Dazu wollen sie magnetische Nanopartikel in den Blutkreislauf einbringen, die dann am Wirkort durch magnetische Erregung erwärmt werden. Der Wirkort wird dabei durch ein neuartiges Bildgebungsverfahren nicht-invasiv bestimmt und überwacht. Das Konsortium wird seit Oktober 2017 für drei Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 7,6 Millionen Euro gefördert. Davon gehen 6,2 Millionen Euro an das Universitätsklinikum Freiburg.

Mit Nanomagneten und Wärme soll die Blut-Hirn-Schranke in gezielten Bereichen des Gehirns ausgeschaltet werden. Dadurch könnten Medikamente besser wirken. © alphaspirit / fotolia

„Es konnte kürzlich erstmals gezeigt werden, dass eine milde Erwärmung des Gewebes durch Nanopartikel die Blockadewirkung der Blut-Hirn-Schranke abschwächt - aber nur für das ganze Gehirn. Wir wollen mit unserem völlig neuen Ansatz einen Punkt im Gehirn auswählen, wo Medikamente besser und gezielter an den Wirkort gelangen“, sagt Prof. Dr. Ulrich Hofmann, Leiter der Sektion für Neuroelektronische Systeme der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Freiburg und Sprecher des Forschungskonsortiums „Funktionelle Magnetotherapie“ (FMT). „Mit einer solchen funktionellen Magnetotherapie könnten wir Gewebe in der Tiefe des Gehirns so präzise wie noch nie ansteuern und gleichzeitig mittels Bildgebung überwachen“, hofft Prof. Hofmann.  

Nanopartikel ermöglichen gezielte Erwärmung Die Forscher setzen dafür auf ein bislang experimentelles Verfahren, die Magnetpartikelbildgebung (engl. Magnetic Particle Imaging, MPI). „Die Methode ist strahlungsfrei, zeitlich wie räumlich höchst genau und würde sie sich sehr gut für Anwendungen bei Patienten eignen“, sagt Prof. Hofmann. Weil in einem solchen Ansatz Diagnostik und Therapie in einem Schritt ablaufen, sprechen Forscher auch von Theragnostischen Systemen.  

In einem ersten Schritt werden die Wissenschaftler die prinzipielle Machbarkeit der hochpräzisen Öffnung der Blut-Hirn-Schranke im Tiermodell prüfen. Dafür werden sie auch mittels chemotherapeutischer Medikamente die Relevanz für den klinischen Einsatz in der Neuro-Onkologie prüfen.   Dem Konsortium FMT gehören neben dem Universitätsklinikum Freiburg mit der Klinik für Neurochirurgie (Sektion für Neuroelektronische Systeme) und der Klinik für Radiologie (Abteilung für Medizinphysik)  auch das Institut für Medizintechnik der Universität zu Lübeck und die Medizintechnik-Firma Bruker Biospin MRI GmbH an.    

Weitere Informationen:
Sektion für Neuroelektronische Systeme, Klinik für Neurochirurgie, Universitätsklinikum Freiburg

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