Theranostik: Komplexe Partikel für die Medizin von morgen

Sie ist ein Kofferwort, eine Vermischung von zwei Wörtern. Damit spart sie uns Zeit und Arbeit beim Sprechen, denn der menschliche Sprachapparat ist träge. Und sie beschreibt einen Koffervorgang: die Kombination von zwei Vorgängen in der Medizin, die normalerweise getrennt sind. Die Rede ist von Theranostik.

01.10.2015

 
Foto: Dr. Sofia Dembski

Dr. Sofia Dembski; ©Fraunhofer ISC/ Katrin Selsam-Geißler

"Theranostik verbindet Theraphie und Diagnostik. Generell kann man darunter zwei Herangehensweisen verstehen. Einerseits die sogenannte 'companion diagnostics', also die therapiebegleitende Diagnostik", erklärt Dr. Sofia Dembski, Leiterin für den Fachbereich Theranostik am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg. Dabei überprüft ein Arzt die Auswirkungen einer Therapie schon während der Therapie und kann sie beispielsweise anhand von gemessenen Werten immer weiter optimieren. "Andererseits gibt es noch die In-Situ-Diagnostik. Dabei kombiniert man Therapie und Diagnostik in einem Werkzeug. Das ist zum Beispiel ein Funktionswirkstoff, Nanopartikel etwa, die einerseits mit verschiedenen Bildgebungsmethoden im Körper sichtbar gemacht werden können und die andererseits auch einen Wirkstoff transportieren."

Theranostische Nanopartikel: Folgt Form Funktion?

Diese Nanopartikel sind dabei sehr unterschiedlich, auch wenn sie generell dem Zweck "Theranostik" dienen. Sie können verschiedene geometrische Formen haben, wie Stäbchen, Kugeln oder Oktaeder. Auch wenn es sich bei ihnen um Werkzeuge handelt, lässt sich nicht eindeutig sagen, inwiefern die Form immer der Funktion folgt. "In jedem Partikelsystem gibt es zu viele Parameter, die zusammenspielen", erklärt Dembski. "Diese Kombinationen sind sehr komplex und man kann nicht immer sagen, dass ein bestimmter Faktor allein einen Einfluss auf die Funktion der Partikel hätte."

Wichtig für die Wirkung der Partikel im Körper und den Kontrast bei Bildgebungsmethoden scheinen eher die Partikelgröße und ihre Zusammensetzung zu sein. Das Fraunhofer ISC entwickelt Partikel, die aus anorganischen oder hybriden (organisch-anorganischen) Materialien bestehen. Auch Oberflächenmodifikationen spielen eine Rolle, damit der Wirkstoff gezielt zum Wirkungsort transportiert wird.

Die Würzburger forschen an Partikeln für verschiedene Bildgebungsmethoden: Magnetresonanztomografie (MRT), fluoreszenzbasierende Methoden, Computertomografie (CT) und Magnetic Particle Imaging (MPI) - eine Methode, die sich noch in der Entwicklung befindet.
Foto: Arzt führt MRT durch

Theranostische Partikel könnten bildgebende Untersuchungen vereinfachen und für Patienten weniger belastend machen, wenn sie für verschiedene Bildgebungsmethoden gleichermaßen geeignet sind; ©panthermedia.net/ weyo

Dabei suchen sie, ganz im Sinne des Koffervorgangs, keine Lösung für eine einzelne Methode, sondern Partikel, die mit mehreren Bildgebungsmethoden eingesetzt werden können. Der Vorteil dieses Ansatzes liegt auf der Hand, wenn man sie aus Sicht von Radiologie und Nuklearmedizin betrachtet: Für den Patienten bedeutet es weniger Kontakt mit chemischen Substanzen, da er ansonsten vor jeder Untersuchung ein anderes Kontrastmittel erhalten müsste. "Das liegt auch im Trend bei einigen Geräteherstellern, die bereits Kombinationsgeräte entwickeln, zum Beispiel für kombinierte CT- und MRT-Aufnahmen oder PET- und MRT-Aufnahmen", so Dembski. "Dann gäbe es für solche Geräte auch nur ein einziges Kontrastmittel."

Vorerst nur Spitzenversorgung durch Theranostik

Theranostische Partikel könnten smarte Materialien werden, nämlich dann, wenn sie mehrere Funktionen in sich vereinen und, mit Hinblick auf die personalisierte Medizin, an einzelne Patienten oder spezielle Erkrankungen anpassbar sind. Aber das ist in Dembskis Augen noch Zukunftsmusik: "Bis Partikelsysteme am Patienten angewendet werden können, ist noch Einiges zu tun. Die Entwicklung solcher Materialien ist sehr teuer und man wird sie anfangs nicht für jeden Patienten und bei jeder Erkrankung anwenden können. Am Anfang könnten sie dort eingesetzt werden, wo die Kosten für etablierte Therapien vergleichbar sind, zum Beispiel bei der Krebstherapie, wo allgemeine Kosten ohnehin sehr hoch sind. Mit der Zeit werden diese Technologien aber vermutlich günstiger werden."

Der Preis der Entwicklung wird sich letztendlich auch dadurch rentieren müssen, dass der Einsatz von theranostischen Partikelsystemen auf der einen Seite unter anderem andere Medikamente einsparen und auf der anderen Seite medizinisches Personal entlasten kann – beides Ansätze, die sich nicht nur auf die materiellen Behandlungskosten beziehen, sondern die auch dem Patienten zugutekommen, indem sie ihn weniger belasten.
Foto: Timo Roth; Copyright: B. Frommann

©B. Frommann

Timo Roth
MEDICA.de