Eine neue Studie zeigt, dass die Messung akustischer Emissionen von Mikrobläschen bei der Anwendung von transkraniellem fokussiertem Ultraschall (MB-FUS) die Öffnung der Blut-Hirn-Schranke (BBB) optimieren könnte, um die Behandlung von Gliomen zu verbessern. Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Device, unterstreicht die Bedeutung standardisierter Dosierungsparameter für diese innovative Technologie.
Die Blut-Hirn-Schranke stellt ein großes Hindernis für die Lieferung von Therapeutika ins Gehirn dar, insbesondere bei hochgradigen Gliomen, einer aggressiven Form von Hirntumoren. MB-FUS kombiniert niederfrequenten Ultraschall mit intravenös verabreichten Mikrobläschen (1–10 µm), die unter Ultraschall oszillieren und mechanische Kräfte erzeugen, um die BBB vorübergehend und sicher zu öffnen. Dadurch können Chemotherapeutika, Antikörper oder Gentherapien in das Hirngewebe gelangen. Die Behandlung erfolgt ambulant, umfasst eine MRT zur Planung und dauert etwa 30 bis 60 Minuten, wobei Kontrastmittel-MRT die erfolgreiche Öffnung der BBB bestätigt.
Die Studie, geleitet von Graeme Woodworth (University of Maryland School of Medicine) und Alexandra Golby (Brigham and Women’s Hospital, Boston), analysierte Daten von 972 MB-FUS-Sonikationen bei 23 Patienten mit hochgradigen Gliomen an fünf Standorten in Nordamerika. Ziel war es, ein einheitliches Konzept der „Dosis“ für die BBB-Öffnung zu entwickeln. Die Forscher fanden heraus, dass die akustische Emissionsdosis (AED), gemessen durch Hydrophone im Behelmsystem, der einzige unabhängige Prädiktor für eine erfolgreiche BBB-Öffnung war. Ein optimaler AED-Bereich von 0,5 bis 1,6 arbitrary units (a.u.) wurde identifiziert, um eine sichere und effektive Öffnung zu gewährleisten, ohne Gefäßschäden zu verursachen. Eine höhere Anzahl aktiver Transducerelemente war ebenfalls mit einer verbesserten BBB-Öffnung verbunden, was die Vorteile von Multitransducer-Geräten unterstreicht.
Andere Parameter wie Sonikationszeit, akustische Leistung, Schädelknochendichte oder Tumorgröße zeigten keinen unabhängigen Einfluss. Die Ergebnisse legen eine Grundlage für die Standardisierung von MB-FUS-Geräten und -Protokollen, was für die behördliche Zulassung entscheidend ist. Derzeit ist MB-FUS eine Forschungstechnologie, die noch keine FDA-Zulassung für den klinischen Routineeinsatz hat. Weitere Studien sind nötig, um verschiedene Geräte und Therapeutika, wie Antikörper-Wirkstoff-Konjugate, zu testen, die in vitro oder in Tiermodellen vielversprechend waren, aber die BBB nicht durchdringen.
Hintergrund: Gliome, insbesondere Glioblastome, sind schwer zu behandeln, da die BBB die Wirksamkeit von Chemotherapien einschränkt. MB-FUS wird in klinischen Studien für verschiedene Erkrankungen, einschließlich neurodegenerativer Krankheiten, untersucht. Die Technologie nutzt akustische Emissionen, um die Oszillation der Mikrobläschen in Echtzeit zu überwachen und die BBB-Öffnung patientenspezifisch zu steuern. Die aktuelle Studie (NCT03322813) ist Teil einer wachsenden Zahl von Untersuchungen, die das Potenzial von MB-FUS für die personalisierte Medizin bei Hirntumoren aufzeigen.
