Überdruck-Sauerstofftherapie und Krebs: Was sie behandeln kann und was unklar bleibt

Die Überdruck-Sauerstofftherapie klingt zunächst so, als könnte sie Krebs direkt bekämpfen: eine geschlossene Kammer, unter Druck stehende Luft und ein Patient, der unter medizinischer Überwachung reinen Sauerstoff einatmet. Die Realität ist enger gefasst und spezifischer. Die hyperbare Sauerstofftherapie (HBOT) hat einen echten, gut dokumentierten Stellenwert in der Krebsversorgung – allerdings fast ausschließlich bei der Reparatur von Schäden durch frühere Behandlungen, nicht beim Angriff auf aktive Tumoren. Um zu verstehen, warum das so ist, muss man betrachten, was unter Druck verabreichter Sauerstoff tatsächlich im Körper bewirkt und warum Sauerstoff für das Verhalten von Tumoren überhaupt eine so große Rolle spielt.

Wie das Atmen von Sauerstoff unter Druck den Körper verändert

Normalerweise wird Sauerstoff im Blut größtenteils an rote Blutkörperchen gebunden transportiert; nur eine kleine Menge ist direkt im Plasma gelöst. In einer Überdruckkammer atmet eine Person 100 % Sauerstoff bei einem Druck, der deutlich über dem normalen atmosphärischen Druck liegt. Dieser Druck führt dazu, dass sich wesentlich mehr Sauerstoff direkt im Blutplasma löst. Man kann sich das ähnlich vorstellen wie das Auflösen zusätzlichen Zuckers in Wasser unter Druck: Der Sauerstoff wird in Lösung gebracht, anstatt sich nur auf seinen üblichen Träger zu stützen. Dadurch steigt die Sauerstoffmenge, die das Gewebe erreicht, deutlich an – auch in Bereichen mit schlechter Durchblutung.

In verletztem, aber nicht krebsbefallenem Gewebe unterstützt dieser Sauerstoffschub die Reparatur. Er fördert das Wachstum neuer Blutgefäße, unterstützt die Produktion von Kollagen – einem Strukturprotein, das geschädigtes Gewebe wiederaufbaut – und hilft dabei, Stamm- und Vorläuferzellen zu mobilisieren, die zur Heilung beitragen. Dies bildet die physiologische Grundlage für die zugelassenen medizinischen Anwendungen der HBOT, von denen die meisten Gewebe betreffen, die unter Sauerstoffmangel leiden.

Wo die Evidenz stark ist: Reparatur von Strahlenschäden

Eine Krebsbehandlung kann gesundes Gewebe auf eine Weise schädigen, die sich erst Jahre später bemerkbar macht. Insbesondere eine Strahlentherapie kann Blutgefäße in behandelten Bereichen noch lange nach dem Verschwinden des Krebses schädigen. Dadurch bleibt das umliegende Gewebe chronisch unterversorgt mit Sauerstoff. Im Knochen, insbesondere im Kiefer, kann dies zu einer Osteoradionekrose fortschreiten, bei der Knochengewebe zerfällt und nicht abheilt. Ähnliche strahlenbedingte Verletzungen können auch Weichteilgewebe an anderen Stellen des Körpers betreffen.

Hier ist die Evidenz für HBOT am stärksten. Eine systematische Übersichtsarbeit zu den Forschungsergebnissen stellte einen tatsächlichen Nutzen der HBOT bei bestimmten späten Strahlenschäden des Gewebes fest. Dies unterstützt ihre etablierte Rolle bei der Behandlung von Strahlenschäden – nicht bei der Behandlung des Tumors, gegen den die Bestrahlung ursprünglich eingesetzt wurde. HBOT wurde außerdem bei strahlenbedingter hämorrhagischer Zystitis und Proktitis untersucht, also bei Erkrankungen, bei denen die Strahlung die Blasen- oder Enddarmschleimhaut schädigt und sie anfällig für Blutungen und eine schlechte Heilung macht. Eine prospektive Studie mit Patienten, die wegen dieser Erkrankungen mit HBOT behandelt wurden, berichtete über eine bessere von den Patienten wahrgenommene Genesung. In beiden Fällen behandelt der Sauerstoff nicht den Krebs. Er repariert normales Gewebe, das durch die Krebsbehandlung in einen Sauerstoffmangel geraten ist.

Warum Tumoren oft unter Sauerstoffmangel leiden

Um zu verstehen, warum überhaupt erwogen wurde, HBOT mit der Krebsbehandlung selbst zu kombinieren und nicht nur zur Wundheilung einzusetzen, ist es hilfreich, die Hypoxie in Tumoren zu verstehen. Solide Tumoren wachsen häufig über ihre eigene Blutversorgung hinaus, und die Blutgefäße, die sie bilden, sind meist ungeordnet und undicht. Deshalb enthalten viele solide Tumoren Bereiche, deren Sauerstoffgehalt deutlich niedriger ist als in gesundem umliegendem Gewebe.

Das ist nicht nur biologisch, sondern auch klinisch relevant. Sauerstoffarme Tumorbereiche sind häufig sowohl gegenüber Strahlentherapie als auch gegenüber Chemotherapie weniger empfindlich, und Tumoren mit ausgeprägten hypoxischen Bereichen stehen im Allgemeinen mit schlechteren Behandlungsergebnissen in Zusammenhang. Die Strahlentherapie ist für ihre zellschädigende Wirkung stark auf Sauerstoff angewiesen, da Sauerstoff dazu beiträgt, die durch die Strahlung verursachten DNA-Schäden zu stabilisieren. Zellen in sauerstoffarmen Bereichen sind mit derselben Strahlendosis schlicht schwieriger abzutöten. Deshalb gilt Hypoxie seit Langem als praktisches Hindernis bei der Heilung bestimmter Krebsarten.

Sauerstoff als Ergänzung zur Strahlentherapie untersuchen

Die Rolle der Hypoxie bei der Verringerung der Strahlenempfindlichkeit führte Forscher bereits vor Jahrzehnten zu einer naheliegenden Frage: Wenn Sauerstoffmangel Tumorzellen vor der Strahlung schützt, könnte zusätzlicher Sauerstoff dann die Wirksamkeit der Bestrahlung erhöhen? Ab den 1970er-Jahren wurde HBOT genau als eine solche Radiosensibilisierung getestet – also als Behandlung, die Krebszellen empfindlicher gegenüber Strahlung machen soll. Eine britische Studie aus dem Jahr 1977, in der HBOT zusammen mit einer Strahlentherapie bei Kopf-Hals-Krebs untersucht wurde und die von Henk und Kollegen geleitet wurde, gehörte zu den bemerkenswerten frühen Ansätzen.

Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten waren uneinheitlich und unterschieden sich je nach Krebsart, Studiendesign und dem Zeitpunkt der Sauerstoffgabe im Verhältnis zur Bestrahlung. Jahrzehnte später blickte Jens Overgaard auf diese Entwicklung zurück und beschrieb die hypoxische Radiosensibilisierung als eine Strategie, die abwechselnd – in seinen Worten – „verehrt und ignoriert“ worden sei. Seine Übersichtsarbeit erkannte eine echte biologische Begründung an, die sich jedoch nicht in einen verlässlichen klinischen Nutzen über verschiedene Anwendungsbereiche hinweg übersetzen ließ. Diese Geschichte ist für die Gegenwart ein hilfreicher Kontext: Sauerstoff zur Unterstützung der Strahlentherapie einzusetzen, ist keine neue Idee, sondern eine jahrzehntealte Forschungsfrage mit einer komplizierten und ungelösten Antwort.

Die offene Frage: Könnte mehr Sauerstoff auch das Tumorwachstum fördern?

Dieselbe Hypoxie, die die Wirkung der Strahlentherapie abschwächt, bewirkt noch etwas anderes. Sie aktiviert ein zelluläres Alarmsystem für Sauerstoffmangel, das sich um ein Protein namens HIF-1α dreht. Wenn der Sauerstoff knapp wird, schaltet sich HIF-1α ein und löst Veränderungen aus, die den Zellen helfen, den Mangel zu überleben – darunter Signale, die die Angiogenese fördern, also das Wachstum neuer Blutgefäße. In einem Tumor kann das bedeuten, dass genau jene Blutversorgung aufgebaut wird, die ein hypoxischer Tumor zum weiteren Wachstum benötigt.

Das wirft eine vernünftige, biologisch begründete Frage auf: Wenn ein höherer Sauerstoffgehalt in Wunden die Angiogenese und Reparatur unterstützt, könnte derselbe Effekt dann auch einem Tumor helfen, seine Blutversorgung aufzubauen? Übersichtsarbeiten, die sich mit dieser Sorge befassen, betrachten sie als plausibel und nicht als unbegründet, da die Signalwege tatsächlich den Sauerstoffgehalt mit dem Wachstum neuer Blutgefäße verbinden. Plausibel bedeutet jedoch nicht bewiesen. Klinische Daten haben nicht gezeigt, dass HBOT bei behandelten Patienten das Wiederauftreten von Krebs erhöht – trotz dieser theoretischen Sorge. Tierversuche, die den Einfluss von HBOT auf das Tumorwachstum direkt untersuchten, kamen zu uneinheitlichen Ergebnissen. Diese unterschieden sich je nach Tumorart, Tiermodell und Art der Sauerstoffexposition. Diese Uneinheitlichkeit ist selbst ein Grund zur Vorsicht: Kein einzelnes präklinisches Ergebnis sollte als endgültige Antwort in die eine oder andere Richtung verstanden werden.

Was das in der Praxis bedeutet

All dies bedeutet nicht, dass HBOT eine Krebsbehandlung ist. Es beweist ebenso wenig, dass HBOT für Menschen mit einer Krebsvorgeschichte gefährlich ist. Die vorhandene Evidenz spricht für eine relativ begrenzte Rolle: die Reparatur bestrahlungsgeschädigten Gewebes, wenn die Krebsbehandlung ansonsten abgeschlossen ist. Die Evidenz zur Prüfung von HBOT als Verstärker der Strahlentherapie ist älter und uneinheitlich; dieser Ansatz wurde nie zur Standardbehandlung. Die theoretische Sorge, dass dadurch das Tumorwachstum gefördert werden könnte, bleibt genau das: eine Sorge, die ernst genommen werden sollte, aber keine, die durch aktuelle klinische Daten bestätigt wird.

Für jemanden mit aktivem, verbliebenem oder erst kürzlich behandeltem Krebs, der HBOT wegen einer Wunde oder eines Strahlenschadens erwägt, sind Fragen wie Krebsart, Stadium und bisherige Behandlung wichtig. Sie sollten am besten mit dem behandelnden onkologischen Team geklärt und nicht aus allgemeinen Grundsätzen abgeleitet werden. Die wissenschaftliche Lage ist in einigen Bereichen tatsächlich ungeklärt. Diese Unsicherheit sollte klar benannt werden, statt sie in die eine oder andere Richtung durch Wunschdenken aufzulösen.

Photo: Pumpkin Diamond / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0