Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krebszellen sichtbar machen

04.05.2006
Tumorproteasen verändern die magnetischen Eigenschaften von Nanopartikeln.

Wäre es nicht schön, wenn man irgendwann Tumore und ihre Metastasen genauso einfach detektieren könnte wie Knochenbrüche im Röntgenbild? Ein Team von Wissenschaftlern um S. Bhatia vom MIT in Boston (USA) arbeitet bereits daran. Sie haben einen Weg gefunden, die Anwesenheit einer tumorspezifischen Protease mithilfe von Fe3O4 -Nanopartikeln und der Kernspin-Resonanz-Tomographie (MRI -Magnetic Resonance Imaging) sichtbar zu machen.

Organisches Gewebe besteht zum großen Teil aus Wasser und Fett, Substanzen die viele Wasserstoffatome enthalten. Deren Kerne (Protonen) besitzen einen Eigendrehimpuls und damit auch ein magnetisches Moment. Im magnetischen Feld richten sie sich aus und rotieren mit einer bestimmten Frequenz, die proportional zur Stärke des äußeren Feldes ist. Werden nun elektromagnetische Wellen mit der gleichen Frequenz eingestrahlt (Resonanz), so stört dies die Ausrichtung der Protonen zum äußeren Magnetfeld. Nach Abschalten des Störfeldes kehren die Protonen wieder in ihre Ausgangslage zurück und senden dabei elektromagnetische Wellen aus. Diese können mit einem Detektor aufgefangen werden und geben Auskunft über die Protonendichte und die chemische Umgebung der untersuchten Region. Mit den gewonnen Daten lässt sich ein dreidimensionales Bild berechnen, das die unterschiedlichen Körpergewebe darstellt.

Wie kann man damit entartete Zellen in möglichst guter Auflösung und mit hoher Sicherheit detektieren? Die Bostoner Wissenschaftler nutzten dafür Fe3O4-Nanopartikel, deren magnetische Eigenschaften sich ändern, wenn sie sich zu größeren Komplexen zusammenlagern.

... mehr zu:
»Fe3O4 »Frequenz »Neutravidin »PEG-Ketten »ProTon

Als "Klebstoff" für die Fe3O4 -Partikel dienten zwei Biomoleküle, die mit hoher Affinität aneinander binden: Biotin und Neutravidin. Eine Hälfte der Nanopartikel war mit Biotin beschichtet, die andere mit Neutravidin. An diese Biomoleküle waren lange Ketten aus Polyethylen (PEG) gekoppelt, die verhinderten, dass die Teilchen miteinander in Verbindung kommen. Den Anker für die PEG-Ketten bildete ein Peptid, das eine Spaltstelle für ein tumorspezifisches Enzym, die Matrix-Metalloproteinase-2 (MMP-2) besaß.

MMP-2 befindet sich hauptsächlich in der direkten Umgebung von wachsenden Tumorzellen, das heißt, nur dort werden die PEG-Ketten von den Fe3O4-Nanopartikeln abgespalten, der Biotin-Neutravidin-Klebstoff kann seine Wirkung entfalten, die Fe3 O4-Teilchen aggregieren und der Tumor wird im MRI-Bild sichtbar.

Autor: Sangeeta N. Bhatia, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA), http://lmrt.mit.edu/personnel/sangeeta.asp
Angewandte Chemie: Presseinfo 18/2006
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://lmrt.mit.edu/personnel/sangeeta.asp
http://www.gdch.de

Weitere Berichte zu: Fe3O4 Frequenz Neutravidin PEG-Ketten ProTon

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Unordnung kann Batterien stabilisieren
18.09.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Mit Nano-Lenkraketen Keime töten
17.09.2018 | Universität Duisburg-Essen

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: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Im Focus: Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface

Thin-film solar cells made of crystalline silicon are inexpensive and achieve efficiencies of a good 14 percent. However, they could do even better if their shiny surfaces reflected less light. A team led by Prof. Christiane Becker from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) has now patented a sophisticated new solution to this problem.

"It is not enough simply to bring more light into the cell," says Christiane Becker. Such surface structures can even ultimately reduce the efficiency by...

Im Focus: Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.

In deutschen Krankenhäusern führen die MRE jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Denn wer sich zum Beispiel nach einer Implantation...

Im Focus: Schaltung des Stromflusses auf atomarer Skala

Forscher aus Augsburg, Trondheim und Zürich weisen gleichrichtende Eigenschaften von Grenzflächenkontakten im ferroelektrischen Halbleiter nach.

Die Grenzflächen zwischen zwei elektrisch unterschiedlich polarisierten Bereichen im Festkörper werden als ferroelektrische Domänenwände bezeichnet. In der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

Unbemannte Flugsysteme für die Klimaforschung

18.09.2018 | Veranstaltungen

Studierende organisieren internationalen Wettbewerb für zukünftige Flugzeuge

17.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Auf der InnoTrans 2018 mit innovativen Lösungen für den Güter- und Personenverkehr

18.09.2018 | Messenachrichten

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

18.09.2018 | Physik Astronomie

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