Krebs: Ultraschall zur Therapie nutzen

Einsatz von hochintensivem fokussiertem Ultraschall gegen Tumore

In der Medizin wird Ultraschall bisher vor allem zur Diagnosestellung eingesetzt, allerdings bietet hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) auch ein beachtliches therapeutisches Potenzial. So wird HIFU bereits zur Prostatakrebs-Therapie angewandt und auch bei anderen Krebsarten scheint Ultraschall eine vielversprechende Option.

Mit einem neuen mathematische Modell sollen die Effekte der HIFU-Behandlung nun besser abschätzbar werden und therapeutische Anwendungen gegen weitere Krebsarten in greifbare Nähe rücken. Das Modell wurde von einem Forschungsteam um Messoud Efendiyev vom Institute of Computational Biology am Helmholtz Zentrum München sowie June Murley und Siv Sivaloganathan von der University of Waterloo (Kanada) entwickelt und jetzt in dem Fachmagazin „Bulletin of Mathematical Biology“ vorgestellt.

HIFU in der Krebstherapie

Die Anwendung von HIFU gegen Krebs ist ein relativ neues therapeutisches Verfahren, das in der klinischen Onkologie immer mehr an Bedeutung gewinnt, berichten die Forschenden. Bei dieser speziellen Form der Krebstherapie seien viele der negativen Nebenwirkungen anderer etablierter Therapien (wie Chirurgie, Chemotherapie und Strahlentherapie) vermeidbar.

Mathematische Modelle Basis der Forschung

Das wachsende Interesse an der HIFU habe auch zur Entwicklung einer Reihe von mathematischen Modellen geführt, um die Auswirkungen der HIFU-Energiedeposition in biologischem Gewebe zu erfassen. Denn beispielsweise besteht hier das Problem des Temperaturanstiegs und der möglichen Zerstörung umliegender Gewebestrukturen. So birgt die HIFU auch Risiken für gesundes Gewebe.

Wenn die HIFU zur Zerstörung von Tumoren oder krebsartigen Läsionen eingesetzt wird, sollte idealerweise selbstverständlich kein gesundes Gewebe zerstört werden, was eine möglichst präzise Vorhersage der Wirkung erfordert. Hier können die mathematische Modelle helfen. Die Forschenden haben daher das einfachste dieser Modelle zur Untersuchung der Temperaturentwicklung bei der HIFU-Therapie analysiert und darauf aufbauend ein komplexeres Modell entwickelt, dass noch präzisere Ergebnisse liefern soll.

Bestehende Probleme sind lösbar

Anhand des einfachen Modells zur Temperaturentwicklung sei bereits deutlich geworden, dass die bestehenden Probleme bei der HIFU-Krebstherapie durchaus lösbar sind, berichtet das Team. Das neu entwickelte deutlich komplexere Modell habe dies bestätigt und könne nun eine gute Basis für weitere Forschungsarbeiten zum Einsatz der HIFU in der Krebstherapie bilden.

„Auf meiner Seite geht es darum, mit Hilfe von Mathematik und Computersimulationen ein solides Modell zu entwickeln, das andere übernehmen und im Labor oder in der Klinik einsetzen können. Und obwohl die Modelle nicht annähernd so komplex sind wie menschliche Organe und Gewebe, geben die Simulationen einen großen Vorsprung für klinische Studien“, so Siv Sivaloganathan in einer Pressemitteilung der University of Waterloo.

HIFU könnte die Krebsbehandlung revolutionieren

Der Experte ist der Überzeugung, dass die HIFU die Krebsbehandlung und andere medizinische Verfahren erheblich verändern wird. Heute findet sie bereits praktische Anwendung bei der Behandlung einiger Prostatakrebsarten, doch das Spektrum der Anwendungsmöglichkeit wird gerade erst entdeckt. Die HIFU werde „in der klinischen Medizin eine zentrale Rolle spielen“, denn sie hat nicht die negativen Nebenwirkungen einer Strahlen- oder Chemotherapie und lediglich die Wärme bilde ein Problem und „daran arbeiten wir gerade“, betont Sivaloganathan. (fp)