Die Biotechnologin Sylvia Gruber möchte die Nebenwirkungen von Strahlentherapie verringern. Am MedAustron züchtet sie 3-D-Mikrotumore, um diese Prozesse zu verstehen.
Den Tumor könnte man eigentlich wegbrennen, aber das umgebende Gewebe muss man schützen. So drastisch erklärt Sylvia Gruber, worum es bei der Strahlentherapie geht. Mediziner nennen es das „therapeutische Fenster“, das den Grat zwischen der Dosis, die Krebszellen vernichtet, und jener, die dem Normalgewebe schadet, beschreibt. „Normalgewebe hält mehr Strahlendosis aus, weil es über Reparaturmechanismen verfügt, die dem Tumor fehlen. Wir versuchen, dieses therapeutische Fenster zu vergrößern“, sagt Gruber von der Med-Uni Wien. Sie arbeitet am Zentrum für Ionentherapie und Forschung, MedAustron, in Wiener Neustadt, einem Teilchenbeschleuniger, der hochmoderne Bestrahlung von Krebspatienten ermöglicht. Das therapeutische Fenster lässt sich vergrößern, wenn man Tumorzellen dazu bringt, auf niedrigere Strahlendosis anzusprechen. Oder man schützt das umliegende Gewebe besser vor höherer Strahlendosis.
Am MedAustron wird die in Österreich einzigartige und weltweit führende Methode der Ionenbestrahlung angewandt: Diese schützt das Normalgewebe besser als herkömmliche Bestrahlung, die auf Elektronen und Photonen (Lichtteilchen) basiert. „Im Gegensatz zu Elektronen und Photonen, die sich im gesamten Gewebe verteilen, bleiben Protonen und Kohlenstoffionen im Tumor quasi stecken und belasten das Gewebe ringsum weniger“, erklärt Gruber.
Frühe und späte Nebenwirkungen
Sie wusste schon früh, dass sie beruflich etwas machen will, bei dem sie anderen helfen kann. „Hier habe ich eine Aufgabe, bei der ich Gutes tun und das Leben vieler Menschen verbessern kann. Außerdem konnte ich mich immer schwer entscheiden, welche Disziplin ich am spannendsten finde. In der Strahlenbiologie sind nun so viele faszinierende Disziplinen vereint: Medizin, Molekularbiologie und Physik.“ Ihr Spezialgebiet sind Nebenwirkungen, die nach der Bestrahlung von Tumoren auftreten.
Es gibt frühe Nebenwirkungen, die kurze Zeit nach der Therapie auftreten, wie zum Beispiel Schleimhautentzündungen, die aber selbstständig ausheilen. Schmerzhafte Schleimhautläsionen in Mund und Rachen sind etwa nach Tumorbestrahlung im Hals- und Kopfbereich häufig. Gruber fand in ihrer Dissertation einen Wirkstoff, der gegen diese Mukositis wirksam ist, und hofft, dass ihre Grundlagenforschung in Zukunft diese frühe Nebenwirkung bei Patienten verhindern kann.
„Es gibt aber auch späte Nebenwirkungen, die erst Monate oder Jahre nach der Strahlentherapie auftreten“, erklärt Gruber. Von diesen wusste man lange Zeit gar nichts, denn wer verbindet beispielsweise eine neu auftretende Herzinsuffizienz mit der Strahlenbehandlung, die vor 15 Jahren wegen Lungen- oder Brustkrebs stattgefunden hat? Spätfolgen sind auch für Kinder belastend, die dann als Erwachsene Probleme bekommen, Jahre nachdem sie von Kinderkrebs geheilt wurden. „Die Prozesse, die zu frühen und zu späten Nebenwirkungen führen, sind ganz unterschiedlich: Wir arbeiten hier mit Zellproben, die als Modell für verschiedenste Nebenwirkungen dienen“, sagt Gruber. Dabei suchen sie und ihr Team Signale und Marker, die anzeigen, welche Patienten ein hohes Risiko für spezifische Nebenwirkungen haben. „Das geht stark in Richtung individualisierte Medizin.“
In ihrer Arbeit steckt viel Herzblut
Das Besondere an den Versuchen in Wiener Neustadt ist, dass die Tumorzellen nicht nur flach auf einer Platte in der Laborschale wachsen, sondern auch als 3-D-Modell in einer Nährlösung gezüchtet werden. „Wir nennen diese Modelle Mikrotumore: Erst im Dreidimensionalen wird sichtbar, wie Nährstoffe oder Medikamente durch den ganzen Tumor wandern oder wie innere mit äußeren Zellen kommunizieren“, erklärt Gruber. Vieles in ihrer Forschung ist gänzlich neu, denn die moderne Teilchenbestrahlung löst zum Teil andere Prozesse im Gewebe aus als herkömmliche Strahlentherapie.
Wenn neben all der Arbeit – „Da steckt viel Herzblut drin“– ein bisschen Freizeit bleibt, reist Gruber gern in ferne Länder, zuletzt auf die Malediven, wo sie ihre Leidenschaft für Tauchen ausleben kann.
ZUR PERSON
Sylvia Gruber (29) stammt aus Pitten (NÖ) und studierte Molekulare Biotechnologie an der FH Campus Wien. Ihre Diplomarbeit verfasste sie am Institut für Genetik der Vet-Med-Uni Wien. Seit der Dissertation an der Med-Uni Wien beschäftigt sich Gruber mit Strahlentherapie und der Vermeidung von Nebenwirkungen. Sie ist seither an der Med-Uni angestellt und arbeitet am Med-Austron, Zentrum für Ionentherapie und Forschung in Wr. Neustadt.
Alle Beiträge unter: diepresse.com/jungeforschung
("Die Presse", Print-Ausgabe, 23.12.2017)