Behandlungsstrategien 7 Orientierende Ansätze für Behandlungsstrategien Aus den theoretischen Untersuchungen und den anschließenden Versuchsreihen werden Ansätze für schwingungsinduzierte Behandlungsstrategien maligner Tumorzellen entwickelt. Die klassischen Behandlungsmethoden basieren im Allgemeinen auf einer operativen Tumorentfernung, einer präoperativen, postoperativen oder kombinierten Chemotherapie, einer zusätzlichen Strahlentherapie und gegebenenfalls einer begleitenden Immuntherapie. Durch die Anwendung von Zytostatika bei chemotherapeutischen Verfahren werden maligne Zellen mehr geschädigt als gesunde, nicht entartete Zellen. Es werden hauptsächlich Zellen mit großen Proliferationsraten geschädigt. Zellen in der G0Phase sprechen auf die chemische Therapie in der Regel nicht an. Es werden präoperative, neoadjuvante und postoperative Therapieformen durchgeführt. Die präoperative Chemotherapie zielt auf eine lokale Tumorreduktion. Dabei sollen die Erfolgsaussichten einer radikalen Operation verbessert werden. Gleichzeitig sollen nicht diagnostizierbare, bereits vorhandene Mikrometastasenzellen geschädigt werden. Die postoperative, adjuvante Chemotherapie wird nach operativer Entfernung des Tumors und der regionären Lymphknoten durchgeführt. Aufschluß über bereits vorhandene Mikrometastasen und Metastasierungsprozesse ergeben histologische Untersuchungen der entfernten Lymphknoten. Die adjuvante Chemotherapie soll Metastasierungsprozesse bekämpfen und vorhandene Mikrometastasen zerstören. Regionale Chemotherapieformen werden eingesetzt, um bei einer reduzierten systematischen Toxizität eine intensive lokale Wirkung der Chemostatika durch Applikation in die den Tumor versorgende Gefäße zu erzielen. Bei schnell wachsenden Tumoren befinden sich die meisten Zellen in der S-Phase und der G2-Phase. Diese Zellen sind gegenüber den Chemotherapeutika empfindlich. Chemotherapeutische Verfahren erreichen dann eine gute Wirkung, wenn die Seite 7 - 1 Behandlungsstrategien Zellteilungsprozesse im Tumor synchronisiert werden. Dabei werden Chemostatika verabreicht, die Tumorzellen in einer bestimmten Zellphase blockieren. Nach dem Absetzen der Chemostatika wird ein Medikament mit hoher zytotoxischer Wirkung für die folgende Zyklusphase verabreicht. Bei langsam wachsenden Tumoren verharrt ein relativ großer Teil der Zellen in der G0-Phase und der G1Phase. Die Zellen sprechen nicht gut auf Chemotherapeutika an. Besonders für diese Tumorarten eignen sich selektive, schwingungsinduzierte Behandlungsmethoden. Chemotherapeutika schädigen besonders Tumorzellen, aber auch normale Zellen. Durch ihre unspezifische Wirkungsweise kommt es zu akuten, kurzfristig anhaltenden, meistens reversiblen Nebenwirkungen, oft jedoch zu späten, irreversiblen Nebenwirkungen. Relevante Nebenwirkungen sind Granulozytopenie, Thrombopenie, Anämie, Fieber, Herzrhythmusstörungen, Schleimhautulzerationen, Nierenfunktionsstörungen, Übelkeit und Erbrechen, Innenohrschädigungen und Lungenfibrosen. Nach hohen Dosen chemostatischer Therapien kann es zu schweren Nebenwirkungen kommen. Es werden auch therapiebedingte ZweitNeoplasien berichtet [102]. Häufige Erkrankungen nach intensiver Behandlung mit hohen Dosen bestimmter Chemotherapeutika sind Leukämie und Myelodysplasien. Schwingungsinduzierte Behandlungsmethoden beruhen auf den Beobachtungen, daß Metastasenzellen die zytoplasmatische Steifigkeit und Viskosität des Muttertumores und damit ihre tumorspezifischen Schwingungseigenschaften in das Gewebe des Metastasierungszieles exportieren. Die Resonanzspitzen der Metastasenzellen unterscheiden sich damit meist klar vom gesunden, umliegenden Gewebe des Zielorgans. Dabei ist zu beachten, daß die meisten Metastasenzellen durch ihre reduziete zytoplasmatische Steifigkeit im Vergleich zu gesunden Zellen niederfrequente Resonanzsschwingungen aufweisen. Durch ihre reduzierte Viskosität haben Tumorzellen und deren Metastasen höhere Schwingungsamplituden. Tumorzellen werden schon bei geringeren Schalleistungen als normales Zellen geschädigt. Der selektive Charakter der Resonanzschwingung wird verbessert. Seite 7 - 2 Behandlungsstrategien Im Initialstadium des Metastasierungsprozesses kann bei vielen Tumorerkrankungen von einer gewissen Homogenität der Metastasenzellen ausgegangen werden. Sofort nach der operativen Entfernung des Muttertumors wird die Behandlung möglicher Metastasierungswege und Metastasierungsziele begonnen. Die dabei verwendeten Frequenzen und Leistungen schädigen alle Zellen, deren zytoplasmatische Steifigkeit und zytoplasmatische Viskosität die Werte der Metastasenzellen haben. Die Mehrzahl der Metastasenzellen wird zuverlässig geschädigten. Gesunde Zellen werden nicht zu Resonanzschwingungen angeregt und überleben die Schwingungsfolgen ohne Schaden. Metastasenzellen, die kleiner als die Zellen der Berechnungsmodelle sind, überleben vorerst die Initialbeschallung. Aus diesem Grund wird die Beschallung in fest definierten Zeitintervallen wiederholt. Die Zeitintervalle werden von der Wachstumsgeschwindigkeit der Zellen bestimmt. Metastasenzellen, die größer als die Zellen der Berechnungsmodelle sind, haben Resonanzspitzen, die unter den berechneten Werten für Zellen der Simulationsmodelle liegen. Solche Zellen überleben vorerst die Initialbehandlung. Anschließend an die Initialbehandlung wird eine Behandlung mit Frequenzen unterhalb der theoretischen Resonanzen durchgeführt. Dabei werden auch Metastasenzellen erfaßt, die größer als die Zellen der Berechnungsmodelle sind. Gesunde Zellen des Zielorgans haben in der Regel Resonanzspitzen, die über den Resonanzspitzen der Metastasenzellen liegen. Für gesunde Zellen der Zielorgane sind Behandlungsfrequenzen unterhalb der Resonanzspitzen der Metastasenzellen ungefährlich. Schwingungsanalysen und Versuchsreihen an Lymphknoten-Metastasenzellen des Mammakarzinoms zeigen Resonanzschwingungen des Zellkerns bei 3000 Hz und Resonanzwellen der Plasmamembran bei 76000 Hz. Für das Schwingen der Plasmamembran ist ein stabiles Gaskavitationsfeld im Behandlungsbereich erforderlich. Die Schädigung der Mammakarzinomzelle erfolgt durch Überschreiten der kritischen Tangentialdehnung (1.4 %) der Plasmamembran bei Kernresonanzfrequenz (ca. bei 3000 Hz). Abbildung 7-1 zeigt Lymphknoten-Metastasenzellen des Mammakarzinoms. Seite 7 - 3 Behandlungsstrategien Bei vielen Tumorarten muß von einer Heterogenität der Metastasenzellen ausgegangen werden. Ein selektiver Ansatz für die schwingungsinduzierte Zerstörung ist bei normaler Körpertemperatur nicht mehr gegeben. Bei Temperaturen unter 20 °C ist das Zellgewebe überdämpft. Das System vermag nicht mehr sichtbar zu schwingen. Gesunde und entartete Zellen können bei diesen Temperaturen und bei den verwendeten Behandlungsleistungen dann nicht mehr geschädigt werden. Die Mehrzahl gesunder Zellen verlieren ihre Schwingungsfähigkeit bereits bei 30°C. Durch ihre reduzierte zytoplasmatische Viskosität sind Tumorzellen bei 30°C noch schwingungsfähig. Diese Schwingungsfähigkeit verdanken Metastasenzellen und Tumorzellen der Umorganisation ihres zytoplasmatischen Filamentnetzes und der damit verbundenen Reduzierung der zytoplasmatischen Viskosität. Um Mikrometastasen mit heterogenen Zellen selektiv zu schädigen, wird ein Abkühlen des Metastasierungszieles auf ca. 30 °C vorgeschlagen. Die Frequenzen der Schwingungen werden breitbandig appliziert. Sie müssen den gesamten Resonanzbereich aller Metastasenzellen abdecken. Gesunde Zellen sind überdämpft. Resonanzspitzen werden hier nicht erzeugt. Für die abschließende Festlegung der erforderlichen Behandlungstemperaturen sind experimentelle Angaben zu der Viskosität einzelner Metastasenzellen und der Zellen der befallenen Organe bei unterschiedlichen Temperaturen erforderlich. Desgleichen sind neue Versuchsreihen unerläßlich, in deren Rahmen die rechnerisch ermittelten Temperaturgrenzen verifiziert werden müssen. Die durchgeführten Analysen und Versuche lassen eine Behandlungsmöglichkeit homogener Tumorzellen und homogener Metastasenzellen im frühen Initialstadium als realistisch erscheinen. Dabei ist die Selektivität der Behandlung durch die vergleichbaren Resonanzfrequenzen der kürzlich infiltrierten Metastasenzellen gegeben. Durch die Beschallung der Lymphbahnen und Lymphknoten im Bereich möglicher Metastasierungswege sofort nach der Entfernung des Muttertumors sollen nicht diagnostizierbare, bereits ausgestreute Mammakarzinomzellen schwingungsinduziert und selektiv zerstört werden. Seite 7 - 4 Behandlungsstrategien Abbildung 7-1 Lymphknoten-Metastasenzellen des Mammakarzinoms in peripherem, lymphoiden Gewebe. Seite 7 - 5 Behandlungsstrategien Abbildung 7-2 Maligne Gliomzellen. Die vimentinhaltigen Komponenten des zellulären Skelettes sind rot gefärbt. Seite 7 - 6 Behandlungsstrategien Für die Therapieplanung maligner Erkrankungen ist die genaue Kenntnis der Tumorausbreitung (Tumorstadiums) und der Tumordifferenzierung von entscheidender Bedeutung. Weltweit wird eine Vielzahl von Klassifizierungs-Systemen eingesetzt. Eine weite Verbreitung hat das TNM-System der Internationalen Gesellschaft gegen Krebs (Unio internationalis contra cancrum). Das TNM-System ist eine symbolische Darstellung der anatomischen Ausbreitung der Tumorerkrankung [29]: T1 Kleiner Tumor im Zentrum des Organs. Die Organgrenze wird nicht er- reicht (Der Tumor ist, je nach Organ 1,5 bis 2 cm groß). T2 Der Tumor hat die Organgrenze erreicht, aber noch nicht überschritten. T3 Der Tumor hat die Organgrenze (Kapsel) durchbrochen und wächst in- filtrierend in das benachbarte Gewebe ein. T4 Der Tumor wächst infiltrierend in die Nachbarorgane ein. N0 keine Evidenz für den Befall regionärer Lymphknoten. N1 Befall regionärer Lymphknoten. N2 Befall weiterer Lymphknotenstationen. M0 kein Nachweis von Fernmetastasen M1 Nachweis von Fernmetastasen Seite 7 - 7