Im Bereich des Bragg-Peaks (schwarz) entladen die Ionen ihre Energie.
Diese Beschleunigeranlage wurde für die Untersuchung der Behandlungsmöglichkeiten für Herzrhythmusstörungen mit Ionen genutzt.
Herzrhythmusstörungen können zur dauerhaften Schädigung, etwa durch einen Schlaganfall, oder zum plötzlichen Herztod führen. Bei Herzrhythmusstörungen wie dem Vorhofflimmern oder der Herzkammertachykardie gerät das Herz aus seinem regulären Takt, der durch einen Impulsgeber, den Sinusknoten, vorgegeben wird. Dies wird häufig mit Medikamenten oder mit einer sogenannten Katheterablation behandelt, bei der der Katheter durch Blutgefäße zum Herzen geführt und dort entsprechendes Gewebe verödet wird.
Basierend auf diesem Prinzip könnte mit Ionen aus dem Teilchenbeschleuniger in Zukunft eine Behandlung ohne Katheter durchgeführt werden. Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass mit den hochenergetischen Kohlenstoffionen von außen gezielt Veränderungen am Herzgewebe erzeugt werden können, die die Weiterleitung des elektrischen Signals verhindern.
Diese Methode mit Kohlenstoffionen wurde nun erstmals von Wissenschaftlern am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt in Zusammenarbeit mit Medizinern und Wissenschaftlern der Mayo Clinic (Minnesota, USA), dem Helmholtzzentrum Dresden-Rossendorf, der Universität Heidelberg, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, dem Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum und der Universität Trento (Italien) in einer Machbarkeitsstudie überprüft und die Ergebnisse im Fachmagazin Scientific Reports der Nature Reihe veröffentlicht.
Schritt in die Zukunft
Nach vorangehenden Tests an Herz-Zellkulturen und an schlagenden Herz-Präparaten mit vielversprechenden Ergebnissen hatten die Wissenschaftler eine Tierstudie ausgearbeitet. "Die neue Methode ist ein großer Schritt in die Zukunft, da sie uns erlaubt, diese Behandlung erstmals komplett ohne Katheter und dennoch zielgerichtet durchzuführen," sagt Immo Lehmann, Mediziner und Wissenschaftler der Mayo Clinic und einer der Autoren der Studie. "Die Studie hat gezeigt, dass die Methode erfolgreich dazu genutzt werden kann, Herzgewebe so zu verändern, dass die Ausbreitung störender Impulse dauerhaft unterbrochen wird. Weitere detaillierte Studien sind jedoch nötig, bis die Methode erstmals Patienten zugutekommen wird", sagt Christian Graeff, Leiter der Arbeitsgruppe Medizinische Physik bei GSI.
Die Bestrahlung des Gewebes mit Kohlenstoffionen verspricht schonender und potentiell auch wirksamer zu sein als die Behandlung mit Katheter. Sobald die Methode technisch ausgereift ist, wird ein Eingriff nur wenige Minuten dauern, im Vergleich zu den teilweise stundenlangen Kathetereingriffen. Ein wesentlicher Vorteil ist die nicht limitierte Eindringtiefe der Ionen. Da insbesondere die linke Kammerwand des Herzens besonders dick ist, ist eine effektive Verödung mit Kathetern dort oft nicht möglich, obwohl gerade an dieser Stelle besonders schwer betroffene Patienten mit sogenannter Ventrikulärer Tachykardie behandelt werden müssten. (idw, red, 20.1.2017)