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Ein neues interdisziplinäres Forschungsprojekt der Universitätsmedizin Halle (Saale) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) untersucht Möglichkeiten, die Strahlenresistenz bestimmter Brustkrebstumoren zu überwinden. Dafür sollen die Naturstoffe Betulin und Betulinsäure, die aus Birken- beziehungsweise Platanenrinde gewonnen werden, chemisch so verändert werden, dass sie mit einem sogenannten dualen Targeting Krebszellen gezielt abtöten können und dass Nebenwirkungen minimiert werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert dieses Vorhaben über drei Jahre mit 645.000 Euro.

Beteiligt sind daran Arbeitsgruppen der Universitätsmedizin Halle (Saale), der Universität Halle und des Biozentrums der MLU sowie des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB). Das Projekt basiert auf gemeinsamen Vorarbeiten von Dr. Matthias Bache, Prof. Dr. Dirk Vordermark (beide Universitätsklinik und Poliklinik für Strahlentherapie des halleschen Universitätsklinikums) sowie Prof. Dr. Reinhard Paschke (Biozentrum der MLU).

Als Tumormodell ist das Mammakarzinom ausgewählt worden. "Diese Tumorart ist trotz multimodaler Therapiekonzepte nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen bei Frauen. Das Mikromilieu dieser soliden Tumoren ist meist durch Übersäuerung, Azidose genannt, und Sauerstoffmangel gekennzeichnet. Beide Faktoren können dazu führen, dass die Strahlentherapie nicht anschlägt", sagt Bache.

Ein Schlüsselenzym, die Carboanhydrase IX (CA IX), sei das Problem und in Mammakarzinomen häufig stark nachweisbar. "Patientinnen mit hohem CA-IX-Level weisen in der Regel eine schlechte Prognose auf, das heißt die Behandlung ist schwierig. Um den Behandlungserfolg zu verbessern, sind daher neue Methoden notwendig, die spezifisch den Tumor attackieren", sagt Vordermark.

Für die Tumortherapie scheint die Stoffgruppe der Betulin-Derivate von Bedeutung zu sein. Beispielsweise konnten Vordermark, Bache und Paschke nachweisen, dass Betulinsäure unter Sauerstoffmangel eine hohe Zytotoxizität aufweist und strahlensensibilisierend wirkt. Nun soll untersucht werden, ob neusynthetisierte Betulin-Derivate die Strahlenresistenz von humanen Tumoren brechen.

Konkret sollen Betulin-Derivate mit Carboanhydrase-Blocker gekoppelt werden, um sogenannte bifunktionelle Agenzien herzustellen. "Den Mechanismus kann man sich wie folgt vorstellen. Durch die Bindung der neuen Substanzen an die membrangebundene CA IX der Tumorzellen soll diese gehemmt und die Betulin-Komponente gezielt zum Wirkort transportiert werden. Die Betulin-Komponente wird wegen des sauren Milieus des Tumors abgespalten, dringt in die Tumorzelle ein und reaktiviert den dort ausgeschalteten Zelltod-Mechanismus", erklärt Paschke vereinfacht.

Der Wirkstoff Betulin beziehungsweise Betulinsäure selbst sei bereits länger für seine antibakterielle Wirkung bekannt, beispielsweise in Hautpflegeprodukten, so Paschke und Bache. Der Wirkstoff sei aber auch bereits in Medikamenten gegen Entzündungen, Malaria, Adipositas, HIV sowie gegen Melanome untersucht und eingesetzt worden oder in klinischer Testung, so die Wissenschaftler.

Im DFG-Projekt ist Fachwissen aus der molekularen und zellulären Strahlenbiologie und der klinisch-translationalen Radioonkologie, der medizinisch-pharmazeutischen Chemie und dem molekularen Modelling, der experimentellen Onkologie, der Metabolomik und der Bioinformatik gebündelt. Man habe all das fachliche Know-How am Weinberg Campus in Halle und könne deshalb ein solch komplexes Thema bearbeiten.