medizin Fangschuss aus der Gegenwelt

Kann Krebs mit Antimaterie behandelt werden? Eine Forscherallianz beginnt jetzt erste Tests am Genfer Kernforschungszentrum Cern. Die exotischen Gegenteilchen sollen das Tumorgewebe präziser vernichten als herkömmliche Strahlen

Wer würde sich schon von Carl Maggiore und seinen Kumpanen behandeln lassen? Schließlich weiß man doch: Trifft Antimaterie auf Materie, folgt eine gewaltige Explosion kosmischer Kräfte, und nichts bleibt übrig. Operation gelungen, Patient verschwunden im quantenmechanischen Nirvana? Doch Maggiore und sein Chef, der Fermilab-Physiker Gerald Jackson, meinen es ernst.

Ihre Firma PBar Medical will künftig Krebskranke mit Antimaterie heilen. Und obwohl das Unternehmen in Kalifornien beheimatet ist, dem ausgewiesenen Epizentrum für durchgeknallte Ideen, könnte die Sache funktionieren. Tatsächlich, sagen biophysikalische Berechnungen vorher, werde nicht der Patient, sondern nur sein Tumor verschwinden. Punktgenau gezielte Anti-Protonenstrahlung soll gesundes Gewebe verschonen, verspricht Forschungsleiter Maggiore, die Krebszellen aber in einem subatomaren Feuerwerk verenden lassen.

Das sei schon in Ordnung, urteilt Gerhard Kraft von der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt über die Idee. Gleichwohl ist er skeptisch. Vor allem hat er Zweifel, ob die Methode große Vorteile gegenüber anderen Strahlentherapien bringen wird. Immerhin ist es den Kaliforniern nach einigem Hin und Her gelungen, die bodenständigen Physiker am Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik Cern von ihrer Idee zu überzeugen. Dort sollen die ersten Tests Ende des Monats beginnen. „Das machen wir mal“, sagt Rolf Landua. Der Deutsche leitet in der Genfer Forschungsstätte ohnehin ein Antimaterie-Projekt, er erzeugt Antiwasserstoff. Immerhin sei die Wirkung von Antimaterie auf menschliche Zellen noch nie untersucht worden.

Kann man also wirklich einen Antimateriestrahl auf einen Körper richten, ohne ihn zu durchlöchern? Wo sich doch beide Materieformen gegenseitig auslöschen, sobald sie miteinander in Berührung kommen. Wie soll der Antistrahl seine Zerstörungsmacht in einem winzigen Krebsherd ausüben, ohne auf dem Weg dorthin eine Spur der Zerstörung zu hinterlassen? Solche Fragen beantworten Physiker entweder mit Formeln. Oder wie Landua: „Materie ist leer – auch Ihr Schreibtisch ist bloß eine Illusion.“

Schließlich, erklärt der Experte, seien die Atome, aus denen Materie besteht, wie das Sonnensystem aufgebaut: In der Mitte der Atomkern aus Protonen und Neutronen und darum herum schwirren die Elektronen, ähnlich wie die Planeten. Dazwischen liegt das riesige subatomare Nichts.

Vernichtungsfeuer beim Bremsen

Im Atom ist also genug Platz, sodass einschießende Antiprotonen es ungestört durchqueren können. Allerdings müssen sie dafür schnell genug sein. Auf ihrem Weg durch den Körper des Kranken bremsen die Antiprotonen langsam ab. Erst wenn sie zum Stillstand kommen, können sie mit ihren Gegenteilchen kollidieren. Weil die Bremsstrecke von der Energie der Antipartikel abhängt, könne man genau berechnen, wo im Körper das Vernichtungsfeuer zünde, versichert der deutsche Physiker. Nur wenige Prozent der Energie aus der Auslöschung werden vom Atomkern absorbiert, aber das reicht für ein ordentliches Feuerwerk. „Der Atomkern platzt“, sagt Landua, „es entstehen schwere Spaltprodukte und eine hohe lokale Strahlendosis.“ Allerdings: Der biologische Effekt auf den Tumor, die umliegenden gesunden Zellen und das zuvor durchstrahlte Gewebe lässt sich bestenfalls abschätzen. Wie groß sind die DNA-Schäden im Krebs, wie viele Zellen sterben ab? „Das muss man eben messen!“, verkündet der Experimentalphysiker Landua freudig.

Darauf kommt es an in der Strahlentherapie. Alle Verfahren haben zum Ziel, möglichst viel Energie in den Krebsherd zu pumpen. Allerdings darf das umliegende Gewebe nicht allzu sehr unter Feuer geraten, sonst drohen gefährliche Nebenwirkungen. Vermeiden lassen sich solche Kollateralschäden bei der konventionellen Röntgenbestrahlung bis heute nicht. Zwar können moderne Apparate den Strahl sehr fein fokussieren, doch auf seinem Weg zum Tumor zerstört er trotzdem viel gesundes Gewebe.

Weltweit wird daher zurzeit in etwa 20 Zentren ein anderes Bestrahlungsprinzip erprobt. Dort traktieren Mediziner die Tumoren ihrer Patienten mit Protonen- oder Schwerionenstrahlung. Solche Partikelstrahlen durcheilen – ähnlich wie das auch von Antiprotonen erwartet wird – das vor dem Tumor liegende Gewebe mit nur minimalem Schaden. Erst wenn sie am Zielpunkt zum Stillstand kommen, setzen sie ihre Energie frei. Weltweit seien bereits rund 30000 Patienen mit Protonen therapiert worden, sagt der GSI-Physiker Kraft – „mit guten Erfolgen und moderaten, vorübergehenden Nebenwirkungen“. Vor allem bei Tumoren, bei denen höchste Präzision, Effektivität und minimale Nebenwirkung erforderlich ist – am Sehnerv, im Hirnstamm –, wird das Verfahren schon mit Erfolg angewendet. Die Universitätsklinik Heidelberg baut demnächst eine Bestrahlungsanlage für Ionen- und Protonentherapie.

Tödliche Dosis in der Gelatine

Den therapeutischen Wert solcher Verfahren bemessen die Biophysiker mit der so genannten Relativen Biologischen Effektivität (RBE), einer Quote aus der Zerstörungskraft innerhalb und außerhalb des Krebsherdes. Während Röntgenstrahlen RBE-Werte etwas über eins erreichen, also innerhalb des Tumors nur wenig mehr Schaden anrichten als außerhalb, erzielen die Mediziner mit Protonenanlagen bereits einen Wert von 1,2 bis 1,5 – die Zerstörungsrate im Tumor ist im Idealfall um die Hälfte höher.

Mit Maggiores Antiprotonen könnte der Krebs noch härter getroffen werden. Bis zu 2,5 auf der RBE-Skala könne die Antiprotonentherapie erreichen, hat Lloyd Skarsgard vom British Columbia Cancer Research Centre in Vancouver errechnet.

Vorerst sind einfache biologische Tests geplant. Sie sollen Anhaltspunkte liefern über Zielgenauigkeit und Zerstörungskraft der Gegenteilchen in menschlichen Zellen. Die Forschergruppe von Medizinern und Biophysikern aus Europa, Kanada und den Vereinigten Staaten will lebende Zellen, eingegossen in Röhrchen voller Gelatine, in den Antiprotonenstrahl des Lear ( Low Energy Antiproton Ring) beim Cern hängen. Nach dem Experiment testen die Wissenschaftler, ob in der Gelatine noch etwas wächst. Sie hoffen, dass sich auf diese Weise Präzision und Letalwirkung der Attacke aus dem Gegenuniversum genauer ermessen lassen.

Das alles ist nicht kostenlos zu haben, und so rangeln die Strahlentherapeuten um die Fördertöpfe. Wer angesichts der Mittelknappheit nun auch noch Antimaterietherapien bezahlen soll, steht nochmals auf einem anderen Blatt. Am Cern ist man auf Patienten nicht eingerichtet, und die Kosten für den Bau einer Antiprotonenfabrik – „und zwar lieber auf der grünen Wiese“, rät Landua – werden auf 400 Millionen Euro geschätzt. PBar Medical, die Firma aus Newport Beach, verkauft bereits Anteile an Investoren, was manchem sauer aufstößt. „Da ist etwas Geldmacherei im Spiel“, ahnt Gerhard Kraft.

Auch Landua rät zur Vorsicht, was die Hoffnung auf schnelle Erfolge angeht. Zuweilen gelten sogar für die Teilchen aus der Gegenwelt höchst diesseitige Gesetze, hat er festgestellt – zum Beispiel: „So schnell schießen die Preußen nicht.“