Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krebsforschung - Krebs direkt in der Zelle bekämpfen

27.05.2013
LMU-Forschern ist es gelungen, eine hochflexible Plattform für Nanopartikel zu schaffen, die unterschiedliche Wirkstoffe in verschiedene Krebszellen schleusen können.

Nanoteilchen sind nur Millionstel Millimeter groß und damit klein genug, um direkt in Zellen eindringen zu können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der Bekämpfung von Krebs, die von zahlreichen Forschungsgruppen untersucht werden.

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. Das berichten sie in einer Publikation in Nano Letters.

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 Christoph Bräuchle, der wie Thomas 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.

Vielversprechende Lösung

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 erstmals 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 Thomas 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.“
Mit ihrer Arbeit bauen die LMU-Forscher auf ihre langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit auf. Bereits 2010 ist es ihnen gelungen, die Nanopartikel dazu zu bringen, den Wirkstoff, den sie transportieren, direkt in der Zelle freizusetzen. (nh)

Publikation:
Targeted Drug Delivery in Cancer Cells with Red-Light Photoactivated Mesoporous Silica Nanoparticles
Stephan A. Mackowiak, Alexandra Schmidt, Veronika Weiss, Christian Argyo, Constantin von Schirnding, Thomas Bein, and Christoph Bräuchle
NanoLetters

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christoph Bräuchle
Tel.: 089 / 2180 – 77549, mobil: 0152/01582199
E-Mail: Christoph.Braeuchle@cup.uni-muenchen.de
Web: http://www.cup.uni-muenchen.de/dept/ch/pc/braeuchle.php

Prof. Dr. Thomas Bein
Tel.: 089 / 2180 – 77623
E-Mail: tbein@cup.uni-muenchen.de
Web: http://bein.cup.uni-muenchen.de/index

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie