Nanoteilchen im Kampf gegen Krebs

Mit kleinsten Magnetteilchen verfolgt die Krebsforschung einen neuen Therapieansatz, der weitaus schonender sein soll als herkömmliche Methoden wie Chemotherapie oder klassische Hyperthermieverfahren. Nanopartikel können aufgrund ihrer geringen Größe problemlos in kleinste Kapillargefäße eindringen.

Geeignete Nanopartikel sind z.B. Magnetosome, die in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) sichtbar gemacht werden konnten. Diese Magnetosome haben eine Größe von 40 nm und bestehen aus einem Magnetit-Kern und einer Lipid-Membran. Die PTB erforscht im Rahmen eines Verbundprojektes mit der Technischen Universität (TU) Braunschweig sowie zwei Industriefirmen die Eigenschaften von Nanopartikeln.

Die für die Krebstherapie verwendeten Nanopartikel wie Magnetosome sind aus Eisenoxid (Magnetit); sie sind magnetisch und werden in einer Flüssigkeit direkt in den Tumor injiziert, so dass nur das Tumorgewebe durch Wärme, die durch Anlegen eines Wechselmagnetfeldes entsteht, behandelt wird. Gesundes Gewebe bleibt weitestgehend unbeschädigt. Es ist dabei wichtig, dass die Partikel im Blut vereinzelt bleiben und nicht verklumpen. Nur dann können sie bei dem Patienten eingesetzt werden, ohne Schäden zu verursachen.

Mit Hilfe der Magnetkraftmikroskopie haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass einzelne Magnetosome eindomänige Nanomagnete sind. Ihre Magnetisierung kann durch Anlegen eines Magnetfeldes ausgerichtet werden. Bei Anlegen von Wechselfeldern kommt es zu Ummagnetisierungsprozessen, die zu einer Erwärmung der Teilchen führen. Im Gegensatz zu vielen anderen Hyperthermieverfahren kann hierbei die Wärme exakt im Tumorgewebe deponiert werden. Das sensibilisiert die instabilen, schnellwachsenden Krebszellen entweder für eine anschließende Chemotherapie oder schädigt sie gar irreparabel.

Die Nanopartikel müssen für therapeutische Zwecke eine einheitliche Größe haben, damit sie einheitlich auf eine Frequenz des magnetischen Wechselfeldes ansprechen und ihr Potential voll ausgeschöpft werden kann. Daher werden im Rahmen des Verbundprojektes ihre Eigenschaften erforscht. Das Ziel ist die Erstellung eines Demonstrators für ein kostengünstiges transportables Messsystem für magnetische Nanopartikel, das der Qualitätssicherung bei den medizinischen Anwendungen dienen soll. An dem medizintechnischen Projekt, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt wird, sind beide Standorte der PTB beteiligt. Das Ziel der Wissenschaftler in Braunschweig ist vor allem die quantitative Messung der Magnetisierung von Nanopartikeln. Das Fernziel ist auf eine quantitative Magnetkraftmikroskopie ausgerichtet. Im Institut Berlin geht es um die Magnetorelaxometrie mit Hilfe von SQUID-Magnetometern.

Ansprechpartnerin:
Dr. Sibylle Sievers,
PTB-Arbeitsgruppe 2.51
Magnetische Messtechnik,
Telefon: (0531) 592 – 1414
E-Mail: sibylle.sievers@ptb.de