Klinische Anwendungen für Elektroporation

Elektroporation ist eine Technik, die die Zellmembran durch Impulse mit hoher elektrischer Feldstärke durchlässiger für Ionen und Moleküle macht. Jüngste Fortschritte belegen die Eignung der Elektroporation in der klinischen Krebstherapie.

Gesundheit

Elektroporation ist ein häufig angewandtes Verfahren für die In-vitro-Gentransfektion im mikrobiologischen Labor. Neuere Studien zeigen, dass die Elektroporation auch die In-vivo-Gentransfektion und Aufnahme von Chemotherapeutika verbessert. Da Elektroporation auch eine Methode ist, um auf nicht-thermische Weise Gewebe abzutragen, wird sie nun in der Krebstherapie eingesetzt. Das EU-finanzierte Projekt "Tools and methods for in vivo electroporation" (TAMIVIVE) konzentriert sich auf den klinisch-therapeutischen Einsatz der Elektroporation. Abhängig von der Anzahl, Amplitude und Dauer der Impulse kann die Membran durch Elektroporation entweder für kurze Zeit (reversibel) oder permanent (irreversibel) durchlässig gemacht werden. Während eine reversible Elektroporation die Lebensfähigkeit der Zellen nicht beeinträchtigt, stört eine permanente Elektroporation die Homöostase und führt zum Zelltod. Die reversible Elektroporation ist die Basis für Elektrogentherapie, d.h. den Gentransfer in Zellen durch elektrische Impulse. Die Elektrochemotherapie funktioniert nach dem gleichen Prinzip und fördert den Durchlass von Krebsmedikamenten in maligne Zellen im Gewebe. Als neue nichtthermische Methode der Gewebeablation eignet sich hingegen die permanente Elektroporation, die als so genannte nicht-thermische irreversible Elektroporation solide Tumoren zerstören kann. Im Rahmen des Projekts wurden wichtige neue Erkenntnisse zur Elektroporation gewonnen, die in sechs Beiträgen in Fachzeitschriften und zwei Patenten resultierten. Die fortdauernde Zusammenarbeit mit einem Ärzteteam hat die Behandlung von Leberknötchen mit irreversibler Elektroporation zum Ziel. Andere Anwendungen für diese Methode sind Ablation von Pankreastumoren bei Mäusen und Pasteurisierung von flüssigen Medien. Elektroden und Mikrostimulatoren sind ein eng verwandtes Forschungsfeld. Als Ergebnis des Projekts ist ein Patent auf minimal-invasive Elektroden für die klinische Elektroporation anhängig, und es wurde eine Methode zur funktionellen Elektrostimulation mittels implantierbarer Mikrostimulatoren entwickelt. Auch die Behandlung komplexer neurologischer Schädigungen wie Rückenmarksverletzungen zählt zu den vielen klinischen Anwendungen, die mit diesen Elektroden nun möglich sein dürften. Insgesamt brachte TAMIVIVE dieses Forschungsfeld damit um große Schritte voran.

Schlüsselbegriffe

Elektroporation, Krebstherapie, Gentransfektion, In-vivo-Elektroporation, Elektropermeabilisierung

Tools and methods for in vivo electroporation

Klinische Anwendungen für Elektroporation

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