Die Behandlung von Hirntumoren, insbesondere Glioblastomen, stellt eine große Herausforderung in der Onkologie dar. Trotz Fortschritten in der chirurgischen Resektion, Strahlentherapie und Chemotherapie ist die Prognose für Patienten mit Glioblastomen oft ungünstig. Ein vielversprechender neuer Therapieansatz sind elektrische Wechselfelder (Tumortherapiefelder, TTFields), die die Zellteilung von Tumorzellen stören und somit das Tumorwachstum hemmen sollen.
Grundlagen der Mitose und ihre Bedeutung bei Hirntumoren
Um die Wirkungsweise der TTFields zu verstehen, ist es wichtig, die Grundlagen der Mitose, also der Zellteilung, zu betrachten. Die Mitose ist ein zentraler Prozess im Zellzyklus, bei dem sich eine Zelle in zwei identische Tochterzellen teilt. Dieser Prozess ist streng reguliert und in verschiedene Phasen unterteilt: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Der Zellzyklus und seine Regulation
Der Zellzyklus ist ein hochkomplexer Prozess, der von einem regulatorischen Netzwerk gesteuert wird. Dieses Netzwerk stellt sicher, dass die Zellteilung korrekt abläuft und keine Fehler auftreten. Schlüsselkomponenten dieses Netzwerks sind Kinasen, insbesondere Cyclin-abhängige Kinasen (CDKs), und Cycline. CDKs sind Enzyme, die andere Proteine phosphorylieren und dadurch deren Aktivität beeinflussen. Cycline sind regulatorische Proteine, die an CDKs binden und diese aktivieren.
Die Aktivität von CDKs und Cyclinen schwankt im Verlauf des Zellzyklus und steuert den Übergang von einer Phase zur nächsten. Es gibt verschiedene Checkpoints im Zellzyklus, die sicherstellen, dass bestimmte Bedingungen erfüllt sind, bevor die Zelle in die nächste Phase eintritt. Wenn beispielsweise die DNA beschädigt ist, wird der Zellzyklus angehalten, bis die Schäden repariert sind.
Mitose und Krebsentstehung
Eine Fehlregulation der Mitose kann zur Entstehung von Krebs führen. Wenn Zellen sich unkontrolliert teilen, können Tumore entstehen. Dies kann beispielsweise durch Mutationen in Genen geschehen, die den Zellzyklus regulieren, wie beispielsweise CDK-Moleküle oder Cycline.
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Glioblastome sind besonders aggressive Hirntumoren, die sich durch eine hohe Teilungsrate und eine ausgeprägte Fähigkeit zur Invasion in das umliegende Hirngewebe auszeichnen. Die Tumorzellen vernetzen sich untereinander und bilden ein Geflecht aus Zellverbindungen, das den Tumor am Leben erhält, selbst wenn der Großteil des Tumors chirurgisch entfernt wurde.
Tumortherapiefelder (TTFields): Ein neuer Ansatz zur Behandlung von Hirntumoren
Tumortherapiefelder (TTFields) sind eine relativ neue Methode zur Behandlung von Krebs, die auf der Anwendung von elektrischen Wechselfeldern basiert. Bei dieser Therapie werden dem Patienten über auf die Kopfhaut geklebte Elektroden schwache elektrische Wechselfelder appliziert. Diese Felder sollen die Zellteilung von Tumorzellen stören und dadurch das Tumorwachstum hemmen.
Funktionsweise der TTFields
Die TTFields wirken, indem sie die Orientierung von geladenen und polarisierbaren Proteinen und Molekülen in der Zelle beeinflussen. Während der Mitose stören sie insbesondere die Ausbildung des Spindelapparates, der für die korrekte Verteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen verantwortlich ist. Dadurch wird der reguläre Ablauf der Zellteilung beeinträchtigt.
Die optimalen Frequenzen der elektrischen Wechselfelder sind abhängig vom Zelltyp. Für Glioblastomzellen liegt das Frequenzoptimum bei 200 kHz, für Mesotheliom- und Pankreaskarzinomzellen bei 150 kHz.
Neben der Störung der Zellteilung werden auch weitere Effekte der TTFields diskutiert, wie beispielsweise eine veränderte Zellpermeabilität, immunologische Prozesse, eine gestörte DNA-Reparatur und eine eingeschränkte Zellmigration. Der genaue Wirkmechanismus ist jedoch noch nicht vollständig verstanden.
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Anwendung der TTFields in der Praxis
Die TTFields-Therapie wird in der Regel in Kombination mit anderen Behandlungen, wie beispielsweise Chemotherapie, eingesetzt. Die Patienten tragen dabei eine Haube mit auf die Kopfhaut geklebten Elektroden, die mit einem tragbaren Generator verbunden sind. Die Therapie soll kontinuierlich erfolgen, mindestens aber 18 Stunden täglich.
Die Patienten können während der Therapie zuhause sein und ihrem Alltag nachgehen. Es wird empfohlen, die Elektroden zwei- bis dreimal wöchentlich zu wechseln und die nachwachsenden Haare zu rasieren.
Klinische Studien und Ergebnisse
Die Wirksamkeit der TTFields wurde in mehreren klinischen Studien untersucht. Die meiste klinische Erfahrung gibt es bei der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Glioblastom. Eine Phase-3-Studie mit 695 Patienten zeigte, dass die Kombination von TTFields und Chemotherapie das progressionsfreie Überleben und das Gesamtüberleben im Vergleich zur alleinigen Chemotherapie verlängern konnte.
In der Studie vergingen unter der Kombination von TTF-Therapie und Chemotherapie im Mittel 6,7 Monate bis zum erneuten Tumorwachstum, während es unter der alleinigen Chemotherapie nur 4,0 Monate waren. Das mediane Gesamtüberleben betrug bei der Kombination von TTF-Therapie und Chemotherapie 20,9 Monate gegenüber 16,0 Monaten unter einer alleinigen Chemotherapie.
Auch bei anderen Tumorerkrankungen wird der Einsatz von elektrischen Wechselfeldern in klinischen Studien untersucht, unter anderem beim Pleuramesotheliom, beim nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom (NSCLC) sowie beim Pankreas- und Ovarialkarzinom.
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Mögliche Nebenwirkungen und Belastungen
Die häufigste Nebenwirkung der TTFields-Therapie sind lokale Hautreizungen. Schwerwiegende Nebenwirkungen sind bisher nicht bekannt. Trotzdem kann die Wechselfeldtherapie aufgrund ihrer Dauer und der Begleitumstände Patientinnen und Patienten erheblich belasten.
Kostenerstattung
Bei Patienten mit neu diagnostiziertem Glioblastom übernehmen die gesetzlichen Krankenkassen unter bestimmten Voraussetzungen die Therapiekosten. Unter anderem darf der Tumor unter der postoperativen Standard-Radio-Chemotherapie nicht gewachsen sein und es muss eine entsprechende Therapieempfehlung einer interdisziplinären Tumorkonferenz vorliegen.
Weitere Forschungsansätze und Therapieoptionen bei Glioblastomen
Neben den TTFields werden auch andere innovative Therapieansätze zur Behandlung von Glioblastomen erforscht. Dazu gehören beispielsweise:
- Immuntherapie: Die Immuntherapie zielt darauf ab, das Immunsystem des Körpers zu aktivieren, um die Krebszellen zu bekämpfen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von individuell zugeschnittenen Impfstoffen oder kombinierten Immuntherapien.
- Gezielte Therapien: Gezielte Therapien richten sich gegen spezifische molekulare Eigenschaften der Tumorzellen. Beispielsweise wird aktuell untersucht, ob gegen das CHI3L1-Protein gerichtete Medikamente beim Glioblastom das Tumorwachstum verlangsamen können.
- Protonentherapie: Die Protonentherapie ist eine spezielle Form der Strahlentherapie, bei der Protonen anstelle von Photonen eingesetzt werden. Sie soll schonender für das den Tumor umgebende Gewebe sein, da es dort defacto zu keiner Vor- und Nachbestrahlung kommt bzw. diese sehr gering ist.
Bedeutung der genetischen Signatur von Glioblastomzellen
Forschende haben ein genetisches Profil erstellt, mit dem sie die „Netzwerkzellen“ eindeutig von anderen Zellen des Tumors unterscheiden können. Die Signatur besteht aus 71 Genen, bestimmten Abschnitten auf dem Erbgut, die signifikant häufiger in den Tumorzellen abgelesen werden, sobald und solange sich diese Zellen vernetzen. Mit der Gensignatur kann man nun erstmals zuverlässig überprüfen, ob Medikamente beim Patienten entsprechend wirken.
Fallbeispiele und persönliche Erfahrungen
Ein Patient mit der Erstdiagnose Oligoastrozytom WHO II und anaplastischen Tumoranteilen WHO III erhielt nach einer Operation und einer kombinierten Radiochjemotherapie eine Chemotherapie mit Temozolomid. Zusätzlich nahm er Weihrauch und Methadon als individuellen "Heilversuch" ein.