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Junge Forschung

Mit Ionenpumpe gegen Hirntumor

Von der akribisch-anstrengenden Laborarbeit erholt sich Linda Waldherr mitunter im Rampenlicht – wenn sie mit ihrer Band auf Hochzeiten spielt.
Von der akribisch-anstrengenden Laborarbeit erholt sich Linda Waldherr mitunter im Rampenlicht – wenn sie mit ihrer Band auf Hochzeiten spielt.Helmut Lunghammer
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Die Biochemikerin Linda Waldherr erforscht eine neue Therapiemethode bei Gehirntumoren. Die Lebenserwartung der Betroffenen soll künftig erhöht werden.

Mit dem Chemiebaukasten habe sie zu Hause immer schon gern herumgetüftelt, erzählt die 28-jährige Biochemikerin Linda Waldherr. „Mein Chemieprofessor hat mein Interesse für Naturwissenschaften erkannt und mich gefördert.“ Heute forscht sie – in Kooperation mit der Universität Linköping (Schweden) – am Institut für Biophysik der Medizinischen Universität (Med-Uni) Graz in der Arbeitsgruppe von Rainer Schindl an der Ionenpumpentechnologie. Diese Technologie soll beim Behandeln von Glioblastomen, besonders bösartigen Gehirntumoren, künftig eine entscheidende Rolle spielen.

„Nach heutigem Stand haben die Patienten im Durchschnitt eine Lebenserwartung von etwa 15 Monaten, was natürlich eine vernichtende Diagnose ist. In 90 Prozent der Fälle tritt der Tumor nach einer Operation lokal wieder auf“, sagt Waldherr. Am Anfang ihrer Forschungen dazu stand eine intensive Literaturrecherche. Sie suchte ein Chemotherapeutikum, das mit Ionenpumpen kompatibel ist. „So bin ich auf den Wirkstoff Gemcitabin gestoßen, dessen Molekülgröße ideal ist und dessen Transport mit einer geringen elektrischen Spannung funktioniert“, erklärt die Biochemikerin.

 

Wirkstoff wird elektrisch geladen

Mit ihrer Expertise gelang es dem Team von Neurotraumatologie, Neurochirurgie und Neuroonkologie der Med-Uni Graz aufzuzeigen, dass bei einer Operation der Tumor oftmals nicht vollständig entfernt werden kann, da die Krebszellen bereits gesundes Gewebe infiltriert haben. „Nach dem Eingriff wird dem Patienten das etablierte Chemotherapeutikum Temozolomid verabreicht“, sagt Waldherr. Der einzige Vorteil dieses Medikaments sei, dass es die Betroffenen relativ gut vertragen. Der Nachteil liege aber darin, dass der Wirkstoff die notwendige therapeutische Konzentration nicht erreiche. Potentere Chemotherapeutika kämen aber über die Barriere der Blut-Hirn-Schranke nicht hinaus und gelängen daher nicht zu den Tumorzellen, so die Forscherin.

Bei der Ionenpumpentechnologie werden die Chemotherapiemoleküle elektrisch geladen. Diese Moleküle-Ionen werden so durch eine Membran – eine dünne Schicht, die in der Ionenpumpe integriert ist – im elektrischen Feld direkt zu den Tumorzellen transportiert. Um die neue Methode künftig anzuwenden, müsste nach dem operativen Eingriff ein Implantat gefüllt mit Gemcitabin an die Leerstelle des Tumors platziert werden. Das dauert aber noch.

 

Laborversuche an Hühnereiern

„Bis die Therapiemethode beim Menschen im Versuch getestet werden kann, braucht es mindestens noch fünf Jahre“, sagt Waldherr. Laborversuche an einem befruchteten Hühnerei bei Kooperationspartnern am Otto-Loewi-Forschungszentrum der Med-Uni Graz zeigen jedenfalls erste Erfolge. „Das klingt jetzt ein bisschen spooky, aber durch diese Methode ist es möglich, die Tierversuche zu reduzieren.“ Das aufgeschlagene Ei dient dabei in einer Laborschale als Basis für eine Zellkultur. Nach dem Injizieren von Krebszellen wird ein Tumor gezüchtet, an dem Tests mit der neuen Behandlungstechnik erfolgen.

Um den Fortschritt der Arbeit zu dokumentieren, wird der Tumor der Laborschale entnommen und in der Pathologie in dünne Scheibchen mit wenigen Mikrometern (Tausendstelmillimetern) geschnitten. „Anhand dieser Proben haben wir beobachtet, dass mit unserer Behandlungsmethode der Zelltod eingeleitet wird“, sagt Waldherr. Im nächsten Schritt wird an Kleintieren wie Ratten getestet. Ganz zu verhindern sei der Tierversuch nicht, so Waldherr, weil unter anderem der Faktor des Immunsystems in einem lebenden Organismus berücksichtigt werden müsse.

Einen Ausgleich zu ihrer Forschungsarbeit findet die Biochemikerin beim Wandern in den steirischen Bergen oder in der Musik. Auf Hochzeiten singt sie mit ihrer Band bisweilen bis spät in die Nacht. Das Musikmachen am Wochenende empfinde sie keinesfalls als Arbeit oder Anstrengung: „Da treffe ich viele gute Freunde, und feines Essen gibt es noch dazu.“

ZUR PERSON

Linda Waldherr (28) studierte Chemie und Biochemie an der Nawi Graz, einer Kooperation von Uni und TU Graz. Ihre Masterarbeit schrieb sie an der University of California in Berkeley (USA). 2020 promovierte sie am Institut für Biomedizin der Med-Uni Graz. Ihre Publikation über Ionenpumpen wurde 2021 im Fachjournal „Advanced Materials Technologies“ unter die besten 25 gewählt.

Alle Beiträge unter:diepresse.com/jungeforschung

("Die Presse", Print-Ausgabe, 23.07.2022)