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 Designte Proteine gegen Muskelschwund
29.06.2017 | Universität Basel

nachricht Benzin und Chemikalien aus Pflanzenresten
29.06.2017 | Paul Scherrer Institut (PSI)

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Designte Proteine gegen Muskelschwund

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Benzin und Chemikalien aus Pflanzenresten

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hochleitfähige Folien ermöglichen großflächige OLED-Beleuchtung

29.06.2017 | Energie und Elektrotechnik