Plasma-Onkologie: Adjuvante Therapie von Kopf- und Hals-Krebs mit kalt-atmosphärischem Plasma

Autoren: Xuran Li, Xiaoqing Rui, Danni Li, Yanhong Wang und Fei Tan

Publikation: Plasma oncology: Adjuvant therapy for head and neck cancer using cold atmospheric plasma. Front. Oncol. 12:994172. doi: 10.3389/fonc.2022.994172

Zuerst veröffentlicht: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2022.994172/full

Zusammenfassung:

Zusammenfassung einer interessanten Publikation zur Grundlagenforschung im Bereich Plasma-Onkologie zum möglichen Einsatz von kalt-atmosphärischem Plasma als adjuvante Therapie für Kopf- und Hals-Krebs:

Mehr als eine halbe Millionen Menschen erkranken jährlich an Kopf-Hals-Karzinome (HNC, engl.: head and neck cancer). Zu den bereits klassisch etablierten Behandlungsmethoden, darunter operative Eingriffe, Chemo- und Immuntherapie, soll künftig eine begleitende Behandlung mit KAP (kalt atmosphärisches Plasma) untersucht und ermöglicht werden.

Exemplarisch wurde KAP für die Behandlungen in dieser Studie durch unseren piezobrush®PZ2 erzeugt. KAP hat als teilionisiertes Gas durch seine Anwendungsfreundlichkeit bereits verbreitet Einzug in den Medizinbereich gefunden. Dabei beruht die Plasmaentstehung auf der piezoelektrischen Direktentladung, wobei eine Temperatur von 50 °C nicht überschritten wird.

In der Publikation wurde zudem eine ausführliche Literaturrecherche durchgeführt, die auf die Auswirkungen von KAP als Behandlungsmethode von HNC zurückgreift. Viele dieser Studien berichten von einem positiven Effekt des Plasmas auf HNC, entweder auf mikrobiologischer Ebene oder durch Reduktion von Patientenbeschwerden. Eine mögliche Behandlung kann entweder direkt oder indirekt erfolgen. In Abbildung 1 werden HNC-Zellstrukturen in unterschiedlichen Medien direkt mit KAP plasmabehandelt. Auch eine in vivo Behandlung konnte erfolgreich durchgeführt werden. Bei der indirekten Behandlung werden die durch das KAP erzeugten reaktiven Spezies über einen Zwischenträger an einen lebenden Empfänger übermittelt.

Eine mögliche Behandlung kann entweder direkt oder indirekt erfolgen. In Abbildung 1 werden HNC-Zellstrukturen in unterschiedlichen Medien direkt mit KAP plasmabehandelt. Auch eine in vivo Behandlung konnte erfolgreich durchgeführt werden. Bei der indirekten Behandlung werden die durch das KAP erzeugten reaktiven Spezies über einen Zwischenträger an einen lebenden Empfänger übermittelt.

Der durch das Plasma erzeugte positive Effekt tritt ein durch ein Zusammenspiel chemischer und physikalischer Prozesse und wird unter anderem ausgelöst durch geladene Teilchen und reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies (ROS und RNS), welche oxidative Belastungen auf die zu behandelnden Tumorzellen ausüben. Damit verbundene Strukturveränderungen führen in häufigen Fällen zur Apoptose und verhindern somit eine Fortentwicklung des Tumors.

Dies gelingt durch eine erhöhte Selektivität für kranke gegenüber benachbarten gesunden Zellen. Zusätzlich werden durch KAP unterschiedliche DNA-Schäden hervorgerufen und eine mitochondriale Dysfunktion verursacht. Abbildung 2 erläutert die unterschiedlichen Einflüsse auf behandelte Krebszellen detailliert.

Als umfassende Therapie für die Behandlung von HNC (dazu gehören unter anderem auch Schilddrüsenkrebs und Melanome) kommt KAP nicht nur aufgrund seiner dualen Einsatzmöglichkeit infrage, sondern stellt als Hilfstherapie auch ein ergänzendes Mittel zur Karzinom-Bekämpfung dar.
Mit seiner bakteriziden Wirkung kann KAP beispielsweise zur postoperativen Behandlung nach der Entnahme von Tumorgeschwüren verwendet werden. Somit ist es möglich, eine Wundheilung zu beschleunigen, den Einsatz von schmerzlindernden Medikamenten zu verringern und ein Wohlbefinden des Patienten zu steigern.

Die vollständige Publikation können sie hier lesen.