Kaltes Plasma für die Biologie und die Medizin

14/01/2015
Foto: tiefe Schürfwunde auf Handballen

Die Plasmatherapie kommt bereits in vielen weiteren Anwendungsfeldern zum Einsatz. Nun arbeiten Forscher mit Hochdruck daran, den Einfluss des Plasmas auf Tumorzellen zu erforschen;© panthermedia.net/Dawn Allynn

In der Plasmatherapie wurden in den letzten zehn Jahren bedeutende Fortschritte errungen, sowohl bei der Behandlung von Wunden und Geschwüren, als auch in der Dermatologie, der Hämatologie, der Zahnchirurgie und der Behandlung von Krebserkrankungen.

Antoine Rousseau, Forschungsdirektor am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) und Spezialist für kaltes Plasma, untersucht seit drei Jahren am Labor für Plasmaphysik die Anwendungsmöglichkeiten dieses Plasmas in der Biologie und der Medizin. Er beschäftigt sich vor allem mit dem Einfluss der Plasmatherapie auf Tumore und mit den grundlegenden Mechanismen von Zellreaktionen, sobald diese Zellen auf Plasma treffen.

Plasma ist von Natur aus sehr heiß. Die Temperatur von kaltem Plasma hingegen übersteigt nie die Raumtemperatur, weshalb es in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt wird, zum Beispiel für die gleichnamigen TV-Geräte.

Kaltes Plasma kam zunächst bei der Sterilisierung und Desinfektion von chirurgischen Instrumenten zur Anwendung. Die Oberflächen dieser Geräte sind oft sehr komplex und dadurch schwer zu reinigen. Viele Instrumente sind zudem hitzeempfindlich.

Wenn eine Sterilisation durch Hitze unmöglich ist, müssen kalte Chemikalien verwendet werden. Doch auch die sind problematisch: Sie können empfindliche Oberflächen angreifen oder giftige Rückstände auf den Instrumenten hinterlassen.

Plasma dagegen nicht: Es attackiert sowohl Viren als auch Bakterien und Pilze, kriecht in jede Öffnung und tötet Keime so schnell ab, dass sie nach wenigen Minuten nicht mehr nachweisbar sind. Selbst gegen Antibiotika resistente Bakterien wie Staphylokokken, die in Krankenhäusern für rund ein Drittel aller Infektionen verantwortlich sind, lassen sich mit kaltem Plasma abtöten.

In einem nächsten Schritt kam das Plasma zur Keimabtötung bei infizierten Wunden zum Einsatz. Überraschendes Ergebnis: Wunden, Geschwüre und Schorf heilten schneller ab. Damit gewann es an Bedeutung für die Behandlung von Hautkrankheiten und für die Kosmetikindustrie.

Bei der Krebsbehandlung (in Tierversuchen) konnten subkutane Tumore reduziert bzw. ihr Wachstum verlangsamt werden. Bis heute können sich die Wissenschaftler dieses Phänomen jedoch nicht genau erklären. Bekannt ist nur, dass das Plasma beim Kontakt mit dem lebenden Gewebe ein elektrisches Feld und Oxidantien (freie Radikale) erzeugt.

Die genauen Mechanismen sind bis heute jedoch unbekannt. Antoine Rousseau und seine Kollegen haben nun in vitro nachgewiesen, dass eine Erhöhung der Plasmadosis das programmierte Zellsterben (Apoptose) der Zielzellen und ihrer Nachbarzellen beschleunigt.
Derzeit untersuchen die Forscher des Labors für Plasmaphysik, in Zusammenarbeit mit dem Labor für medizinische Bildgebung der Universität Pierre und Marie Curie (UMPC), den Einfluss der Plasmatherapie auf Tumorzellen. Sie wollen (an Mäusen) herausfinden, ob der Tumor verkleinert beziehungsweise sein Wachstum gehemmt werden kann.

Gemeinsam mit Forschern des Institut Gustave Roussy wollen sie parallel dazu erforschen, welche Mechanismen für die Nekrose bzw. Apoptose bei der Zellantwort verantwortlich sind.
Diese Forschungen eröffnen ungeahnte Perspektiven für die Krebstherapie.

MEDICA.de; Quelle: CNRS – französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung