Bärtierchen, auch Wasserbären genannt, sind weniger als einen Millimeter groß, haben aber einen tausendfach besseren Strahlenschutz als der Mensch. Forschern in den USA ist es nun gelungen, diesen Strahlenschutz temporär zu übertragen. Noch funktioniert das nur bei Mäusen, aber die Hoffnung besteht, dass das in Zukunft auch beim Menschen möglich ist. Ziel ist, die Nebenwirkungen der Strahlentherapie bei Krebspatienten auszuschalten, denn diese sind für die Patienten oft nur schwer zu ertragen, weshalb es auch zu Abbrüchen der Therapie kommt.

Die Bestrahlung wird häufig zur Behandlung von Krebserkrankungen im Kopf- und Halsbereich eingesetzt, wo sie den Mund oder Rachenraum schädigen kann, so dass das Essen und Trinken sehr schmerzhaft ist. Häufig kommt Bestrahlung auch bei Magen- oder Darm-Krebs zum Einsatz, wo sie aber zu rektalen Blutungen führen kann. Einige Patienten zögern die Behandlung deshalb hinaus oder brechen sie ganz ab. "Dies betrifft eine große Anzahl von Patienten, und es kann sich in so einfachen Dingen wie wunden Stellen im Mund manifestieren, die die Fähigkeit zu essen einschränken, weil sie so schmerzhaft sind, bis hin zu einem Krankenhausaufenthalt, weil die Menschen so sehr unter den Schmerzen, dem Gewichtsverlust oder den Blutungen leiden. Das kann sehr gefährlich sein, und wir wollten unbedingt versuchen, dieses Problem zu lösen", sagt James Byrne, einer der beteiligten Forscher.

Der neue Ansatz fand Inspiration bei den Bärtierchen, die als Überlebenskünstler gelten und nachweislich schon extreme Austrocknung und kosmische Strahlung im Weltraum überlebt haben. Eine Schlüsselkomponente des Abwehrsystems der Bärtierchen ist ein einzigartiges Schadensunterdrückerprotein namens Dsup, das sich an die DNA bindet und sie vor strahlenbedingten Schäden schützt. Dieses Protein spielt eine wichtige Rolle bei der Fähigkeit der Bärtierchen, Strahlungsdosen zu überleben, die 2.000- bis 3.000-mal höher sind als die, die ein Mensch vertragen kann.

Um das Protein in den Mäusen zu aktivieren, injizierten die Forscher den Mäusen eine Boten-RNA, die für genau dieses Protein kodiert. Und tatsächlich war die DNA der Zellen dann vor Strahlenschäden geschützt. "Eine der Stärken unseres Ansatzes besteht darin, dass wir eine Boten-RNA verwenden, die das Protein nur vorübergehend exprimiert, so dass es als weitaus sicherer gilt als etwas wie DNA, die in das Genom der Zellen eingebaut werden kann", sagt Forscher Ameya Kirtane. Mit anderen Worten: Die DNA wird nicht dauerhaft verändert, und die Wirkung klingt nach Ende der Behandlung wieder ab.

Nachdem die Forscher gezeigt hatten, dass ihre Methode bei im Labor gezüchteten Zellen funktioniert, testeten sie den Ansatz an Mäusen. Sie injizierten die Partikel einige Stunden vor der Verabreichung einer Strahlendosis, die der von Krebspatienten ähnelt, entweder in die Wange oder in das Rektum. Bei diesen Mäusen stellten die Forscher eine 50-prozentige Verringerung der durch die Strahlung verursachten doppelsträngigen DNA-Brüche fest. Die Forscher zeigten auch, dass sich die schützende Wirkung des Dsup-Proteins nicht über die Injektionsstelle hinaus ausbreitete. Denn schließlich soll nur ausgesuchtes Gewebe vor der Strahlung geschützt werden, nicht aber der bestrahlte Tumor.

Um diese Behandlung für eine mögliche Anwendung beim Menschen praktikabler zu machen, wollen die Forscher nun an der Entwicklung einer Version des Dsup-Proteins arbeiten, die keine Immunreaktion hervorruft, wie es beim ursprünglichen Bärtierchen-Protein wahrscheinlich der Fall wäre. Wenn dieses Protein für den Einsatz beim Menschen entwickelt wird, könnte es auch zum Schutz vor DNA-Schäden durch Chemotherapeutika eingesetzt werden, so die Forscher. Eine weitere mögliche Anwendung wäre die Vermeidung von Strahlenschäden bei Astronauten im Weltraum.