Nanopartikel: Krebs direkt in der Zelle bekämpfen

28.05.2013
Foto: 3D-Chip

Speziell ausgerüstete Nanopartikel, die an der LMU entwickelt wurden, sollen zukünftig wie Fähren Wirkstoffe direkt in Krebszellen transportieren;
© panthermedia.net/Wolfgang Rieger

Forschern der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) ist es gelungen, eine hochflexible Plattform für Nanopartikel zu schaffen, die unterschiedliche Wirkstoffe in verschiedene Krebszellen schleusen können.

Einem Team um Professor Christoph Bräuchle und Professor Thomas Bein von der LMU ist es nun gelungen, eine hochflexible Plattform für Nanopartikel zu schaffen, die zielgerichtet quasi als „Nanofähren“ unterschiedliche Krebszellen ansteuern können und deren „Cargo“ flexibel geändert werden kann. Die Forscher können die Nanoteilchen maßgeschneidert produzieren. „Wir beladen die Partikel flexibel mit Wirkstoffen und schicken sie gezielt auf die Reise in die Zelle. Sie binden sich spezifisch an bestimmte Krebszellen und setzen erst in der Zelle den Wirkstoff frei“, sagt Bräuchle, der wie Bein auch dem Exzellenzcluster „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM) angehört. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Krebsmedikamente transportieren.

Durch den Einsatz der Nanopartikel entfalten Krebsmedikamente ihre Wirkung erst direkt in der Krebszelle. Damit wird das hochtoxische Medikament nicht bereits vor seinem Eintritt in die Krebszelle wirksam, sondern lediglich in der Krebszelle aktiv. Dadurch werden die bisher oft gefährlichen Nebenwirkungen deutlich reduziert. Zudem ist durch den gezielten Transport eine geringere Dosierung möglich.

Intelligente Nanopartikel, die Medikamente gezielt transportieren, müssen viele Funktionen erfüllen. Sie müssen mit möglichst großen Mengen des Medikaments beladen werden können und sie benötigen eine Hülle, die biologisch-kompatibel ist und die Liganden besitzt, die wie Fühler an die Rezeptoren von Krebszellen andocken können. Sind die Partikel in der Zelle, müssen sie durch ein Signal dazu gebracht werden, den Wirkstoff freizusetzen. „Es ist außerordentlich schwierig, alle diese Voraussetzungen mit einem einzigen Partikel zu erfüllen. Wir haben ein System entwickelt, das dies prinzipiell erlaubt und eine generelle Plattform bietet, auf der sowohl das Medikament wie auch die Zielzellen gewechselt werden können“, sagt Bein.

Die Forscher arbeiten mit mesoporösen Nanopartikeln aus Siliziumdioxid, die eine große Porenoberfläche haben und im Körper nicht toxisch abgebaut werden. Das Nanoteilchen wird mit einer Doppel-Lipid-Membran verschlossen, die der Zellmembran sehr ähnlich ist, und die sich durch Fotoaktivierung öffnen lässt. In ihrem Versuch haben die Forscher unterschiedliche Liganden verwendet, die auf Gebärmutterhalskrebszellen und Leberkrebszellen zielen. Durch den Einsatz eines Fotosensibilisators wird das Nanopartikel von seiner Hülle photochemisch befreit und setzt schließlich den Wirkstoff frei. „Entscheidend ist dabei, dass der Fotosensibilisator mit rotem Licht und nicht, wie bisher, mit blauem Licht arbeitet. Das ist weniger toxisch für die Zelle und erlaubt es, tiefer in das Gewebe einzudringen", sagt Veronika Weiß, die im Rahmen ihrer Doktorarbeit an diesem Projekt arbeitet. Ihre Kollegin Alexandra Schmidt ergänzt dazu: „Außerdem ist wichtig, dass der Fotosensibilisator direkt an das Nanopartikel angebunden ist, sodass seine Wirkung auf die direkte Umgebung des Nanopartikels begrenzt bleibt und nicht zerstörerisch in größeren Bereichen der Zelle wirken kann.“

COMPAMED.de; Quelle: LMU München