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Es liegt ein Problem mit der kürzlich genehmigten Version vor Alzheimer-Medikament, Aduhelm. Es kann einen Teil des Amyloids entfernen, das Gehirnplaques bildet, die ein Kennzeichen der Krankheit sind. Der Großteil des Medikaments wird jedoch verschwendet, weil es auf ein Hindernis trifft, die Blut-Hirn-Schranke, die das Gehirn vor Giftstoffen und Infektionen schützt, aber auch das Eindringen vieler Medikamente verhindert.
Die Forscher fragten sich, ob sie dieses düstere Ergebnis verbessern könnten, indem sie etwas anderes versuchten: Sie würden die Blut-Hirn-Schranke für kurze Zeit öffnen, während sie das Medikament verabreichten. Ihre experimentelle Methode bestand darin, hochfokussierte Ultraschallimpulse zusammen mit winzigen Gasblasen zu verwenden, um die Barriere aufzubrechen, ohne sie zu zerstören.
Die Forscher am Rockefeller Neuroscience Institute der West Virginia University, gemeldet ihre Ergebnisse letzte Woche im New England Journal of Medicine. Als die Barriere geöffnet wurde, lösten sich 32 Prozent mehr Plaque auf, sagte Dr. Ali Rezai, ein Neurochirurg am Institut, der die Studie leitete. Die Gruppe hat nicht die Menge der eindringenden Antikörper gemessen – das würde eine radioaktive Markierung des Arzneimittels erfordern –, aber in Tierversuchen ermöglichte das Öffnen der Barriere, dass fünf- bis achtmal mehr Antikörper in das Gehirn gelangen, sagte Dr. Rezai.
Das Experiment im Frühstadium, das nur an drei Patienten mit leichter Alzheimer-Krankheit durchgeführt wurde, wurde von der Universität und der Harry T. Mangurian, Jr. Foundation finanziert.
Es handelte sich um eine vorläufige Sicherheitsstudie – die erste Phase der Forschung – und nicht zur Messung klinischer Ergebnisse.
Doch als die Ergebnisse kürzlich bei einem Treffen präsentiert wurden, „gingen uns die Ohren auf“, sagte Dr. Michael Weiner, ein Alzheimer-Forscher an der University of California in San Francisco, der nicht an der Studie beteiligt war.
Forscher sagten, es sei ein innovativer, aber schwieriger Ansatz für ein Problem, das Dr. Walter Koroshetz, Direktor des National Institute of Neurological Disorders and Stroke, gilt als eine der anspruchsvollsten bei der Behandlung von Hirnerkrankungen: Wie bringt man Medikamente ins Gehirn?
Antikörper wie das Alzheimer-Medikament Aducanumab, das die Firma Biogen als Aduhelm vertreibt, sind extrem teuer; Der angegebene Preis von Aduhelm beträgt 28.000 Dollar pro Jahr. Ein Grund für den hohen Preis sei, sagte Dr. Koroshetz, dass nur 1 Prozent der in den Blutkreislauf injizierten Antikörper die Blut-Hirn-Schranke passieren.
Es dauerte jedoch mehr als ein Jahrzehnt, einen sicheren Weg zu finden, diese Barriere zu öffnen. Die Forscher verstanden, wie die Barriere funktionierte, aber um sie zu öffnen, ohne Schäden zu verursachen, musste sie wegen ihrer Rolle beim Schutz des Gehirns nur für kurze Zeit geöffnet bleiben. Es ist ein fragiler Teil des Kreislaufsystems und nicht das, was sich viele Menschen aufgrund seines Namens vorstellen.
„Viele Menschen stellen sich das als etwas vor, das um den Kopf gewickelt wird“, wie ein Turban für das Gehirn, sagte Dr. Alexandra Golby, Professorin für Neurochirurgie und Radiologie an der Harvard Medical School.
Stattdessen befindet sich die Barriere an den Enden mehrerer großer Blutgefäße, die das Gehirn versorgen. Beim Eintritt in den Kopf verzweigen und teilen sich die Gefäße, bis sie an ihren Spitzen schmale Kapillaren mit extrem dichten Wänden bilden. Diese Barriere hält große Moleküle fern und lässt kleine Moleküle wie Glukose und Sauerstoff eindringen.
Die Herausforderung bestand darin, diese Wände aufzubrechen, ohne die Kapillaren zu zerreißen.
Es stellte sich heraus, dass die Lösung aus zwei Komponenten bestand. Zunächst werden den Patienten winzige Mikrobläschen aus Perfluorkohlenstoff injiziert. Die Blasen reichen hinein Größe von 1,1 bis 3,3 Mikrometer (ein Mikrometer entspricht etwa 0,000039 Zoll). Anschließend werden niederfrequente Ultraschallimpulse auf den zu behandelnden Bereich des Gehirns fokussiert. Die Ultraschallimpulse erzeugen Wellen in der Flüssigkeit in den Blutgefäßen; Die Mikrobläschen dehnen sich mit den Wellen schnell aus und ziehen sich zusammen. Dadurch werden die Gefäße geöffnet, ohne sie zu beschädigen, und es gelangt in das Gehirn.
Mikrobläschen, sagte Dr. Golby, werden routinemäßig bei Ultraschalluntersuchungen des Herzens und der Leber verwendet, weil sie aufleuchten und den Blutfluss sichtbar machen. Sie werden über die Nieren und die Leber aus dem Körper gefiltert.
„Sie können auf eine zwanzigjährige Erfolgsgeschichte zurückblicken, wenn es um Sicherheit geht“, sagte sie.
Für das in der neuen Arbeit beschriebene Experiment verwendeten die Forscher zum Vergleich Ultraschall auf einer Seite des Gehirns, nicht jedoch auf der anderen, und führten dann Gehirnscans durch, um die Ergebnisse zu überprüfen.
Obwohl sich der fokussierte Ultraschallansatz als Experiment als erfolgreich erwies, war nicht alles rosig. Das Gerät wurde entwickelt, um Ultraschall an einen kleinen Zielbereich abzugeben. Bei Alzheimer-Patienten sind jedoch amyloidhaltige Plaques überall im Gehirn vorhanden.
„Wenn Sie Amyloid aus dem Gehirn entfernen wollen, sollten Sie mit einem Pinsel und nicht mit einem Bleistift vorgehen“, sagte Dr. Koroshetz.
Die Forscher zielen gezielt auf Gehirnbereiche ab, die an Gedächtnis und logischem Denken beteiligt sind. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die Behandlung die Ergebnisse verbessert. Dafür ist eine größere Studie erforderlich.
Die Alzheimer-Studie ist nur eine von mehreren, bei denen es darum geht, die Barriere für die Verabreichung von Medikamenten an Patienten mit einer Vielzahl von Hirnerkrankungen zu öffnen.
Alle befinden sich in einem frühen Stadium und alle zeigen bisher, dass die Methode funktioniert; Medikamente, die blockiert waren, gelangen hinein.
Eine Gruppe unter der Leitung von Dr. Nir Lipsman, einem Neurochirurgen am Sunnybrook Research Institute der University of Toronto, und seinen Kollegen öffnete die Barriere für die Abgabe eines Chemotherapeutikums an das Gehirn von vier Brustkrebspatientinnen, deren Krebs sich auf das Gehirn ausgebreitet hatte. Die Konzentration des Medikaments Trastuzumab sei um das Vierfache gestiegen gemeldet.
Diese Arbeit wurde von der Focused Ultrasound Foundation finanziert und von Insightec gesponsert, dem Hersteller des verwendeten Ultraschallgeräts.
Dr. Lipsman und seine Kollegen haben inzwischen sieben Brustkrebspatientinnen behandelt und erweitern die Studie. Sie führen auch Vorstudien zu verschiedenen Gehirnerkrankungen durch, darunter Krebs, Parkinson, Und ALS.
Dr. Golby von der Harvard Medical School und ihre Kollegen haben die Methode zur Behandlung von Patienten mit Glioblastom, einem tödlichen Hirntumor, eingesetzt.
Eines der wenigen Chemotherapeutika, die ins Gehirn gelangen können, ist Temozolomid. Aber selbst es ist größtenteils blockiert; nur 20 Prozent überwinden die Blut-Hirn-Schranke.
Deshalb erhielten Dr. Golbys medizinisches Zentrum und mehrere andere von der Food and Drug Administration die Erlaubnis, eine klinische Studie durchzuführen, bei der fokussierter Ultraschall mit Mikrobläschen eingesetzt wurde, um einen größeren Teil der Chemotherapie abzugeben. Es wurde von Insightec finanziert.
Den Patienten ging es gut, aber der Zweck der Studie, die noch nicht veröffentlicht wurde, sei die Bewertung der Sicherheit der Technik und nicht ihrer Wirksamkeit, sagte sie.
„Ich würde gerne einen Versuch mit einem Medikament sehen, das normalerweise nicht ins Gehirn gelangt“, sagte Dr. Golby. Es gibt viele Medikamente, die in Laborstudien gut aussehen, aber, wie sie sagte, „völlig versagen“, weil sie durch die Blut-Hirn-Schranke blockiert werden.
Vorerst bleiben jedoch Fragen offen – etwa, wo im Gehirn die Therapien gezielt eingesetzt werden sollen.
Aber, sagte Dr. Jon Stoessl, Parkinson-Experte und Professor für Neurologie an der University of British Columbia, „beseitigt die Methode das Problem, das in der Vergangenheit für jeden ein Problem war, der Störungen des Zentralnervensystems behandelt.“
Kullervo Hynynen, Vizepräsident für Forschung und Innovation am Sunnybrook Research Institute in Toronto, ist zuversichtlich.
„Wenn dies funktioniert und sicher ist, öffnet es die Tür zu einer völlig neuen Art der Gehirnbehandlung“, sagte er.
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