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Krebsforschung : Nanopartikel kommunizieren mit Krebsmedikament

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Wissenschaftler um Sengeeta Bhatia vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge haben eine Nanotherapiemethode entwickelt, mit der sie Krebstumoren lokalisierten und Medikamente gezielt im erkrankten Gewebe freisetzten. Das System nutzt dazu körpereigene Signalprozesse und garantiert dadurch eine schnelle und stabile Wirkungsweise.

Das neue Nanosystem besteht aus zwei Komponenten – das erste spürt den Tumor auf und sendet ein Signal aus, um der zweiten Komponente, die ein Krebsmedikament enthält, dessen Standort zu verraten.

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Tumortargeting | Die Signalkomponente (blau) reichert sich im Tumorgewebe an und aktiviert den Blutgerinnungsprozess. Dadurch werden die Antwortkomponenten (rot) gezielt zum Tumor geleitet und geben dort das Krebsmedikament ab.
Als Signalkomponente verwendeten die Forscher Goldnanostäbchen, die sie in den Blutkreislauf von Mäusen injizierten. Die Nanostäbchen reicherten sich im Tumorgewebe an, da dieses auf Grund der schnellen Neubildung von Blutgefäßen besonders durchlässig ist. Anschließend bestrahlten Bhatia und ihre Kollegen das erkrankte Gewebe mit einem Infrarotlaser, wodurch sich die Goldstäbchen erhitzten und die umliegenden Blutgefäße beschädigten. Das wiederum aktivierte die körpereigene Signalkaskade zur Blutgerinnung, was die Wissenschaftler ausnutzten, um die Medikamente gezielt in den Tumor zu bringen. Sie verwendeten dazu Peptide, die spezifisch an die Proteine banden, die am Gerinnungsprozess beteiligt sind, und sich somit im Tumorgebiet anreicherten. An den Peptiden befestigten die Forscher eine Kapsel, die das Krebsmedikament enthielt.

So wanderte der Wirkstoff gezielt ins erkrankte Gewebe – die Dosis und damit auch die möglichen Nebenwirkungen von Chemotherapeutika könnten dadurch stark verringert werden. Bevor die neue Krebstherapie jedoch in klinischen Studien am Menschen getestet werden kann, müssen Langzeitstudien durchgeführt werden, um toxische Eigenschaften und Nebenwirkungen zu erforschen.

Im Unterschied zu bestehenden Tumortargeting-Methoden machten sich die Forscher des MIT körpereigene Signalprozesse zunutze, um das Medikament im Tumor anzureichern. Daher sind nur wenige Goldnanostäbchen notwendig, um große Mengen des Medikaments herbeizuschaffen. Bisherige Methoden beruhen auf der Anbindung der Medikamentenkapseln an Proteine der Tumorzellwände. Obwohl die Medikamente in beiden Fällen durch den gesamten Körper wandern müssen, bis sie das Tumorgewebe erreichen, ist die neue Methode viel effektiver. Jede Signalkomponente rekrutiert hier nämlich gleich mehrere Medikamentenmoleküle ins Tumorgebiet. (jf)

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