Ein weiches, durchsichtiges Pflaster könnte die Behandlung von schwarzem Hautkrebs grundlegend verändern. Statt eines chirurgischen Eingriffs liegt es wie ein Verband auf der Haut und wird durch mildes Licht auf rund 42 Grad Celsius erwärmt. Genau dann setzt es einen Wirkstoff frei, der gezielt gegen Tumorzellen vorgeht und gesundes Gewebe weitgehend verschont. Ein Forschungsteam aus China hat das Prinzip bereits im Tierversuch getestet und dabei ein bemerkenswert klares Ergebnis erzielt.
Schwarzer Hautkrebs, medizinisch als malignes Melanom bezeichnet, gilt als die gefährlichste Form des Hautkrebses. Zwar macht das Melanom nur einen kleinen Teil aller Hautkrebsfälle aus, verursacht aber den überwiegenden Anteil der damit verbundenen Todesfälle, weil es früh Metastasen bilden und sich rasch im Körper ausbreiten kann. Entsteht ein solcher Tumor in der Oberhaut oder der darunterliegenden Lederhaut, entfernen Ärzte ihn bislang meist chirurgisch. Dieser Eingriff ist wirksam, kann jedoch mit Narben, längeren Heilungsphasen und Komplikationen verbunden sein, besonders an Gesicht, Händen oder anderen empfindlichen Stellen. Zudem lässt sich nicht jeder Tumor problemlos herausschneiden, und wiederkehrende Läsionen erschweren die Behandlung zusätzlich. Genau deshalb sucht die Forschung seit Jahren nach schonenderen Verfahren, die Tumorzellen zerstören, ohne das umgebende gesunde Gewebe unnötig zu schädigen.
Ein vielversprechender Ansatz jenseits von Skalpell und klassischer Chemotherapie ist die sogenannte photothermische Therapie. Bei diesem Prinzip wird Licht genutzt, um ein Material gezielt zu erwärmen, das den Tumor lokal auf eine Temperatur bringt, bei der Krebszellen absterben, während benachbartes Gewebe möglichst unversehrt bleibt. Da die Wärme nur dort entsteht, wo das lichtempfindliche Material sitzt, lässt sich die Wirkung räumlich eng begrenzen. Solche lokal wirkenden Verfahren gelten als schonende Ergänzung oder Alternative zu Operationen und zur systemischen Krebstherapie, die den gesamten Körper belastet. Bereits erprobte Varianten reichen von lichtbasierten Zinnnanopartikeln bis zu neuartigen Beschichtungen, und auch verwandte Lichttherapien gegen Hautkrebs zeigen, wie präzise sich Wärme im Gewebe einsetzen lässt. Der entscheidende Fortschritt liegt nun darin, ein solches Material tragbar und wiederverwendbar zu machen.
Das neue Pflaster stammt von einem Forschungsteam der Universität Wuhan und der City University of Hong Kong. Als Ausgangsmaterial dient laserinduziertes Graphen, ein poröser Kohlenstoffschaum, der durch das gezielte Beschießen einer Kunststofffolie mit einem Laser entsteht. In die winzigen Poren dieses Graphens betten die Forscher Kupferoxid ein und fixieren das Ganze in einer weichen, dehnbaren Silikonschicht aus Polydimethylsiloxan. Das Ergebnis ist ein durchsichtiges, atmungsaktives und chemisch träges Pflaster, das sich wie ein Verband direkt auf die Haut über einer Tumorstelle legen lässt. Weil es transparent ist, kann Licht ungehindert hindurchdringen und das Material aktivieren. Details zu Aufbau und Wirksamkeit haben die Wissenschaftler im Fachjournal ACS Nano veröffentlicht, das die Grundlage für die weitere Bewertung dieser noninvasiven Methode bildet.
Der eigentliche Wirkmechanismus setzt erst ein, wenn das Pflaster mit einer schwachen Lichtquelle oder simuliertem Sonnenlicht bestrahlt wird. Das Graphen wandelt die Lichtenergie in Wärme um und erwärmt sich auf etwa 42 Grad Celsius, was ausreicht, um das eingebettete Kupferoxid zu aktivieren, ohne die Haut zu verbrennen. Dabei werden Kupferionen freigesetzt, die sich im darunterliegenden Tumorgewebe anreichern und die Tumorzellen von innen angreifen. Sie lösen einen Anstieg reaktiver Sauerstoffspezies aus, der die Krebszellen unter oxidativen Stress setzt und gleich mehrere Formen des programmierten Zelltods anstößt, darunter Apoptose, Cuproptose und Ferroptose. Zusätzlich hemmt der Prozess die Wanderung und Streuung der Zellen und stärkt die körpereigene Abwehr gegen den Tumor. Ähnliche molekulare Prinzipien werden auch bei nanopartikelbasierten Ansätzen gegen Melanome erforscht, die das Immunsystem gezielt aktivieren sollen.
Im Tierversuch mit an Melanom erkrankten Mäusen aktivierte das Team das Pflaster an zwei Tagen jeweils eine Stunde lang mit Licht, konkret am ersten und am fünften Tag. Innerhalb von zehn Tagen schrumpften die Tumore um rund 97 Prozent, ohne dass das umliegende Gewebe sichtbar geschädigt wurde. Gewebeproben zeigten, dass die Krebszellen die ursprünglichen Tumorgrenzen nicht überschritten hatten, ein Hinweis auf eine gebremste Metastasierung. Bemerkenswert war zudem, dass sich das Kupfer nicht in Blut oder inneren Organen anreicherte, sondern lokal begrenzt blieb. Trotz dieser deutlichen Ergebnisse handelt es sich um eine frühe, präklinische Studie an Tieren, deren Befunde sich nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragen lassen. Wie die begleitende Mitteilung der American Chemical Society betont, sind weitere Untersuchungen zu Sicherheit, Dosierung und Langzeitwirkung nötig, bevor an einen klinischen Einsatz zu denken ist.
ACS Nano, A Stretchable, Transparent, Photothermally Stimulated Laser-Induced Graphene Patch for Noninvasive Skin Tumor Treatment; doi:10.1021/acsnano.5c21102