Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weiche Schale, harter Kern – Neues aus der Nanotechnologie

22.06.2015

Auf Nanopartikeln ruhen große Hoffnungen seitens der Medizin, da sie beispielsweise künftig als zielgesteuerte Transportvehikel für Medikamente fungieren könnten. Gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam konnten Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der Philipps-Universität Marburg nun erstmals die Stabilität und die Verteilung dieser Teilchen im Körper überprüfen. Die in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass die Forschung noch einen langen Weg vor sich hat.

Nanopartikel sind kleinste Teilchen, die bis in entlegene Körperpartien vordringen können. In der Forschung werden verschiedene Ansätze erprobt, wie Nanopartikel medizinisch genutzt werden könnten – beispielsweise um Substanzen an einen speziellen Ort wie etwa einen Tumor zu befördern.


Bild: Dr. Wolfgang G. Kreyling, Quelle: HMGU

Dazu werden sie gewöhnlich mit einer Schicht aus organischem Material bedeckt, denn ihre Oberflächenbeschaffenheit ist entscheidend für ihre weitere Zielbestimmung im Körper. Haben sie etwa eine wasserabweisende Hülle, werden sie schnell vom Immunsystem erkannt und beseitigt.

Wie Goldpartikel durch den Körper wandern

Wissenschaftler um Dr. Wolfgang Kreyling, mittlerweile externer wissenschaftlicher Berater am Institut für Epidemiologie II des Helmholtz Zentrums München, und Prof. Wolfgang Parak von der Philipps-Universität in Marburg, konnten nun erstmals im Tiermodell den zeitlichen Verlauf solcher Partikel nachverfolgen.

Dazu konstruierten sie mit einem Gold-Isotop* radioaktiv markierte, 5 nm kleine Gold Nanopartikel, die mit einer ebenfalls radioaktiv markierten Polymerhülle ummantelt waren. Laut den Forschern ein handwerklich sehr anspruchsvoller nanotechnologischer Schritt.

Nach der anschließenden intravenösen Injektion mussten sie aber beobachten, wie die extra aufgebrachte Polymerhülle wieder abgebaut wurde: „Überraschender Weise reicherte sich das partikelförmige Gold hauptsächlich in der Leber an“, erinnert sich Kreyling. „Im Gegensatz dazu verteilten sich die Hüllenmoleküle signifikant anders im ganzen Körper.“

Weitere Analysen der Wissenschaftler erklärten, woran das lag: Sogenannte proteolytische Enzyme** in bestimmten Zellen der Leber scheinen die Partikeln wieder von ihrer Hülle zu trennen. Dieser Effekt war nach Angaben der Forscher zuvor in vivo nicht bekannt, da die Partikel bislang nur in Zellkulturen getestet worden waren, wo dieser Effekt nicht sorgfältig genug untersucht worden war.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass auch vermeintlich sehr stabile Nanopartikel-Konjugate*** bei der Anwendung im Körper ihre Eigenschaften verändern können“, ordnet Kreyling die Ergebnisse ein. „Somit wird die Studie sowohl Einfluss auf zukünftige medizinische Anwendungen als auch auf die Risikobewertung von Nanopartikeln in Verbraucherprodukten und in der Wissenschaft und Technik nehmen.“

Weitere Informationen

Hintergrund:
* Als Isotope bezeichnet man Arten von Atomen, die verschiedene Massenzahlen aufweisen aber das gleiche Element darstellen.
** proteolytische Enzyme spalten Proteinstrukturen und dienen beispielsweise der Ernährung oder der Entgiftung des Körpers
*** Konjugate sind Verbindungen mehrerer Molekülarten zu einem Partikel

Original-Publikation:
Kreyling, W. et al. (2015). In vivo integrity of polymer-coated gold nanoparticles, Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2015.111

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Das Institut für Epidemiologie II (EPI II) erforscht die Zusammenhänge von Umwelt, Lebensstil und Genetik bei der Entstehung von Diabetes, Erkrankungen des Herzens und der Erhaltung der Gesundheit im Alter. Die Forschung stützt sich auf die einzigartigen bevölkerungsbasierten KORA-Ressourcen (Kohorte, Herzinfarktregister, Aerosol-Messstation). Folgestudien innerhalb der Kohorte ermöglichen die Untersuchung von Frühformen und Komplikationen ausgewählter chronischer Erkrankungen und deren Verbreitung in der Bevölkerung.

Ansprechpartner für die Medien
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel.: 089-3187-2238 - Fax: 089-3187-3324 - E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachlicher Ansprechpartner
Dr. Wolfgang G. Kreyling, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Externer Wissenschaftlicher Berater des Instituts für Epidemiologie II, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg – E-Mail: kreyling@helmholtz-muenchen.de

Weitere Informationen:

http://www.helmholtz-muenchen.de/en/index.html - Webseite Helmholtz Zentrum München
http://www.helmholtz-muenchen.de/epi2 - Webseite Institut für Epidemiologie II
http://www.helmholtz-muenchen.de/aktuelles/pressemitteilungen/2015/index.html - Pressemitteilungen des Helmholtz Zentrums München

Helmholtz Kommunikation | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise