Gold-Nanostäbchen gegen Krebsgeschwüre

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat eine neue Herstellungsmethode für nanoskopische Goldstäbchen entwickelt, die auch in der Tumortherapie angewendet werden sollen. Anders als herkömmliche Verfahren kommt das innovative System ohne den Einsatz zellschädigender Additive aus.

Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Angewandte Chemie berichten, läuft die Synthese nicht in Wasser, sondern in einer ionischen Flüssigkeit, einem „flüssigen Salz“, ab.

Da Krebszellen vergleichsweise temperaturempfindlich sind, kann man diesen Umstand therapeutisch nutzen, indem Körperpartien von Krebspatienten örtlich erwärmt werden. Eine vielversprechende Methode könnte die photoinduzierte Hyperthermie sein, bei der Lichtenergie in Wärme umgewandelt wird. Gold-Nanopartikel absorbieren sehr stark Licht im nahen Infrarot, ein Spektralbereich, der von Gewebe kaum absorbiert wird. Die absorbierte Lichtenergie versetzt die Goldteilchen in Schwingungen und wird als Wärme an die Umgebung abgegeben.

Die winzigen Goldteilchen könnten so funktionalisiert werden, dass sie spezifisch an Tumorzellen binden. So werden nur Zellen abgetötet, die Goldstäbchen enthalten. Dabei gibt es allerdings ein Problem, denn gewöhnliche sphärische Goldpartikel wandeln die Lichtenergie nicht effektiv genug in Wärme um. Dazu sind nur stäbchenförmige Goldteilchen in der Lage. Unglücklicherweise sind die Hilfsstoffe, die man braucht, um die Stäbchenform aus wässriger Lösung zu kristallisieren, zytotoxisch.

Das Forscherteam um Michael R. Bockstaller von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh hat statt einer wässrigen Lösung eine ionische Flüssigkeit als Kristallisationsmedium gewählt. Es handelt sich dabei um „flüssige Salze“, organische Verbindungen, die als entgegengesetzt geladene Ionen, aber als Flüssigkeit vorliegen. Auf diese Weise gelang es ihnen Goldnanostäbchen ohne den Einsatz zytotoxischer Additive herzustellen.

„Dabei können auch wir größere Mengen von Gold-Nanostäbchen mit dieser Methode herstellen“, so Studien-Co-Autorin Heidrun Keul vom Lehrstuhl für Textilchemie und Makromolekulare Chemie an der RWTH-Aachen im pressetext-Gespräch. Man müsse die genauen Bedingungen der Herstellung unter Umständen etwas anpassen, aber die Arbeitsschritte würden nicht schwieriger werden. „Ein weiterer Vorteil ist auch, dass die Herstellung kostenmäßig nicht höher liegt als das bisherige Verfahren“, erklärt die Chemikerin.

„Im Moment sind für die – nach der neuen Methode hergestellten – Nanostäbchen verschiedene Toxizitätsuntersuchungen in vitro und im Tiermodell geplant. Genaue Ergebnisse liegen aber noch nicht vor“, so Keul abschließend.