Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Trojanisches Pferd für Krebszellen

21.01.2016

Vernichtung von Tumorzellen durch Nanopartikel aus glasartigem Eisen

Amorphe Nanopartikel aus Eisen können in Tumorzellen eine tödliche Wirkung entfalten. Wie chinesische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, setzen Nanopartikel, die aus Eisen in einem glasartig-amorphen, das heißt nicht metallischen Zustand bestehen, im sauren, wasserstoffperoxidreichen Milieu von Krebszellen selektiv reaktive Eisenionen frei. Dies bietet neue Perspektiven für chemodynamische sowie theranostische Ansätze in der Krebstherapie.


Wirkung amorpher Nanopartikel aus Eisen in Tumorzellen

(c) Wiley-VCH

Krebszellen haben im Vergleich zu gesunden Zellen einen leicht saureren pH-Wert, zudem produzieren sie Wasserstoffperoxid in nicht unbeträchtlicher Menge. Dies bietet die Möglichkeit, Eisenionen in der Zelle mit dem Wasserstoffperoxid reagieren zu lassen, um durch die bekannte Fenton-Reaktion reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu produzieren.

Diese ROS können dann die Krebszellen angreifen und zerstören. Problematisch bei diesem Ansatz ist jedoch der Transport der empfindlichen Eisenionen bis hin zum Zielgewebe. Auch Nanopartikel aus Eisen eignen sich aus verschiedenen Gründen nicht gut. Jianlin Shi, Wenbo Bu und ihren Teams am Shanghai Institute of Ceramics gelang es nun, in Zusammenarbeit mit Gruppen an der Fudan University Shanghai (China) Nanopartikel aus Eisen in einem amorphen, glasartigen Zustand herzustellen.

"Interessanterweise weisen die Nanopartikel aus amorphem Eisen(0) verschiedene besondere physikalisch-chemische Eigenschaften auf", schreiben die Wissenschaftler. So bieten sie einen guten Kontrast für die kernspintomographische Bildgebung, und es sollte möglich sein, sie durch Magnetic Targeting mit Magneten gezielt an ihren Wirkungsort zu lenken.

Durch Kernspintomographie lässt sich die Freisetzung von Eisenionen in der Zelle direkt sichtbar machen. "Idealerweise sollte der perfekte Trägerstoff seine Ladung genau dann absetzen, wenn er von der neutralen in die leicht saure Mikroumgebung des Tumors kommt", schreiben die Autoren. In In-vitro- und In-vivo-Tests wiesen sie somit nach, dass der Fenton-Mechanismus wirksam ist.

"Die Ergebnisse bestätigen, dass die amorphen Eisen-Nanopartikel, Wasserstoffperoxid und die saure Umgebungsbedingung synergistisch zusammenwirken und die Zelle abtöten", sagen die Autoren.

Durch Magnetic Targeting lassen sich die Eisen-Nanopartikel zudem in ihrem Zielgewebe konzentrieren. Die Wissenschaftler beobachteten, dass "durch die Magnete ein effizientes Targeting und eine effiziente Konzentration in vivo erreicht wurden, was eine gute Basis für chemodynamische Therapieansätze ist".

Oberflächenmodifikationen an den Partikeln sollen die magnetische Zielführung weiter verbessern. Insgesamt haben also Shi und Bu mit ihrer eleganten "Hubble-Bubble"-Synthesemethode, die sie als Synthese ihrer glasartig-amorphen Eisen- Nanopartikel innerhalb der Doppelmembran von sehr feinen Bläschen beschreiben, ein kleines, aber sehr effektives trojanisches Pferd für Tumorzellen geschaffen. Es könnte, wie im Mausmodell gezeigt, sich für eine chemodynamische Krebstherapie eignen, indem es seine todbringende Wirkung erst in der Zielzelle entfaltet.

Angewandte Chemie: Presseinfo 01/2016

Autor: Jianlin Shi, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences (China), http://english.sic.cas.cn/rh/RD/skl/rf/sjl/leader/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201510031

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen
23.05.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Mikro-Lieferservice für Dünger
23.05.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie