Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Radioaktive Metallkomplexe zur Diagnose und Therapie von Tumoren

12.09.2017

Chemiker erforschen Indium- und Actinium-Verbindungen für die Entwicklung von Radiopharmaka

Mit radioaktiven Metallkomplexen, die in der Diagnose und Therapie von Tumoren eingesetzt werden sollen, beschäftigt sich das Team des Chemikers Prof. Dr. Peter Comba.


Schematische Darstellung

Abbildung: Miriam Starke, Peter Comba

Mit ihren aktuellen Untersuchungen am Anorganisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Entwicklung sogenannter radiopharmazeutischer Tracer auf der Basis von Indium und Actinium einen vielversprechenden Ansatz für neue Radiopharmaka darstellt. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sollen in weiterführende Studien mit Blick auf mögliche Anwendungen einfließen.

Beim Prinzip der radiopharmazeutischen Tracer wird ein „biologischer Vektor“ eingesetzt, um krankes Gewebe im Organismus zu lokalisieren. Dazu erhält der Vektor – zum Beispiel ein Peptid oder ein Antikörper – eine Markierung mit einem radioaktiven Element und wird so dem Patienten verabreicht.

Diese strahlende Einheit reichert sich an seinem Ziel an, und je nach Zerfallsprozess des Elements kann die Strahlung Tumorzellen sichtbar machen oder zerstören. „Ein wichtiger Vorteil dieser Methode ist, dass damit auch einzelne Zellen gefunden und somit sehr kleine Tumore therapiert werden können“, erläutert Prof. Comba.

Die Radioaktivität dieser Pharmaka ist so hoch, dass nur sehr geringe Konzentrationen für die Sichtbarmachung oder Zerstörung von Tumoren eingesetzt werden müssen. Verwendet werden pico- bis nanomolare Lösungen. Die Konzentration an radioaktiven Atomen in einer solchen Lösung ist etwa eine Million Mal kleiner als die von Natriumionen im Blut.

Nach den Worten von Prof. Comba gibt es viele Gründe, biologische Vektoren mit radioaktiven Metallionen zu markieren. Dazu gehört die Vielfalt der verfügbaren Elemente und Isotope, die über ideale Halbwertszeiten und Zerfallsprozesse sowie Energie für vielfältige Anwendungen verfügen. Dabei werden die Metallionen an organische Moleküle, sogenannte bifunktionale Chelatoren (BFCs), gebunden, die ihrerseits an den Tumor-suchenden biologischen Vektoren befestigt sind.

Wichtig ist, dass die Markierung der Tracer mit radioaktiven Metallionen sehr schnell und effizient erfolgt. Sie muss auch unter physiologischen Bedingungen geschehen, damit die biologischen Vektoren nicht beschädigt werden. Von zentraler Bedeutung ist aber auch, dass das radioaktive Atom äußerst stabil an den BFC gebunden ist. „Es darf auf dem Weg zur Tumorzelle unter keinen Umständen verloren werden“, sagt Prof. Comba. „Da sich die Radioaktivität dann im ganzen Körper verteilt, wäre dies ein Verhängnis für scharfe Bilder oder die selektive Zerstörung von Tumorzellen.“

Schnelle Markierung, sehr geringe Konzentration und hohe Stabilität sind Bedingungen, die nur sehr schwer gleichzeitig zu erfüllen sind. Bei der Entwicklung spezieller Tracermoleküle liegt der Fokus im Team von Prof. Comba auf BFCs, die in ihrer Struktur der besonders stabilen Diamantgeometrie gleichen. In den vergangenen Jahren konnten die Heidelberger Forscher bereits zeigen, dass diese BFCs eine äußerst aussichtsreiche Plattform für die Entwicklung von radiopharmazeutischen Tracern mit Kupfer-Ionen – hier Kupfer-64 – sind.

Ziel der darauf aufbauenden Arbeiten war es, das Anwendungsspektrum auf weitere nuklearmedizinisch wichtige Radiometalle auszudehnen. Im Mittelpunkt steht das Isotop Actinium-225, für das bis dahin noch kein potenter BFC existiert hat. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit hat sich Dr. Katharina Rück im Team von Prof. Comba daher auf die Synthese neuartiger bifunktionaler Chelatoren für radioaktive Metallionen wie Actinium-225 konzentriert. Eingehend untersucht wurden diese neuen BFCs in Zusammenarbeit mit Kollegen in Kanada, die vor allem auch die radiochemischen Studien durchgeführt haben.

Diese Untersuchungen zeigen besonders vielversprechende Ergebnisse mit den Radiometallen Indium-111 für die Diagnostik und Actinium-225 für die Therapie. Dies bedeutet, dass der bis auf das Metallion gleiche Tracer für Diagnostik und Therapie eingesetzt werden kann. Daher soll der neue BFC nun an biologische Vektoren gebunden und in Tierversuchen getestet werden.

Die Forschungsergebnisse wurden in „Chemistry – A European Journal“ veröffentlicht.

Originalpublikation:
P. Comba, U. Jermilova, C. Orvig, B.O. Patrick, C.F. Ramogida, K. Rück, C. Schneider, M. Starke: Octadentate picolinic acid based bispidine ligand for radiometal ions. Chemistry – A European Journal (published online 16 August 2017), doi: 10.1002/chem.201702284

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Comba
Anorganisch-Chemisches Institut
Telefon (06221) 54-8453
peter.comba@aci.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. +49 6221 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-heidelberg.de/fakultaeten/chemgeo/aci/comba/

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

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: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Structured light and nanomaterials open new ways to tailor light at the nanoscale

23.04.2018 | Physics and Astronomy

On the shape of the 'petal' for the dissipation curve

23.04.2018 | Physics and Astronomy

Clean and Efficient – Fraunhofer ISE Presents Hydrogen Technologies at the HANNOVER MESSE 2018

23.04.2018 | Trade Fair News

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics