Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geprägte Kügelchen gegen Brustkrebs - Inhibierung von HER2 auf Tumorzellen durch molekular geprägte Nanopartikel

09.07.2019

Für HER2-positiven Brustkrebs, einen besonders aggressiven, metastasierenden Krebstyp, gibt es einen neuen Therapieansatz: nanoskopische Partikel, denen spezifische Bindestellen für das Rezeptormolekül HER2 „eingeprägt“ wurden. Wie chinesische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie erläutern, hemmt die selektive Bindung der Nanopartikel an HER2 deutlich die Vermehrung der Tumorzellen.

Brustkrebs ist die am weitesten verbreitete Krebserkrankung unter Frauen und eine der häufigsten Todesursachen. Dabei zählen etwa 20-30 % der Brustkrebserkrankungen zum sehr schlecht therapierbaren HER2-positiven Typ.


Die selektive Bindung der Nanopartikel an HER2 hemmt deutlich die Vermehrung der Tumorzellen.

(c) Wiley-VCH

HER2 steht für „Human Epidermal Growth Factor Receptor 2“, ein Protein, das einen bestimmten Wachstumsfaktor erkennt und bindet. HER2 überspannt die Zellmembran und ein Teil ragt ins Zellinnere, ein anderer befindet sich auf der Zelloberfläche.

Sobald ein Wachstumsfaktor andockt, verbinden sich die extrazellulären Teile von HER2 und einem anderen zweiten, eng verwandten HER, wie HER1 und HR3, zu einem Heterodimer. Dies löst dann eine mehrstufige Signalkaskade im Zellinneren aus, die entscheidend an Prozessen, wie Zellteilung, Metastasierung und der Entstehung von Blutgefäßen, die den Tumor versorgen, beteiligt ist.

In HER2-positiven Tumorzellen kommt HER2 in ganz wesentlich erhöhter Konzentration vor. Eine gängige Therapie HER2-positiver Tumore im frühen Stadium basiert auf der Bindung eines Antikörpers an HER2, der die Dimerisierung blockiert.

Die Forscher um Zhen Liu von der Universität Nanjing (China) entwickelten jetzt „molekular geprägte“ biokompatible Polymer-Nanopartikel, die HER2 genauso spezifisch erkennen wie ein Antikörper, um die Dimerisierung zu verhindern.

Nanopartikel lassen sich molekular prägen, indem vereinfacht gesprochen ein polymerisierbares Gemisch in Anwesenheit der (Bio-)Moleküle, die sie später erkennen sollen, zu Nanokügelchen polymerisiert wird.

Die (Bio-)Moleküle wirken dann wie eine Art Stempel und hinterlassen nanoskopische „Abdrücke“ in den Kügelchen. Diese passen später perfekt zu den abgeformten Molekülen und binden spezifisch daran. Anders als Antikörper lassen sie sich sehr einfach und kostengünstig herstellen und sind chemisch stabil.

Für das Prägen der Kügelchen verwendeten die Forscher eine spezielle Präge-Methode („boronate affinity controllable oriented surface imprinting“), die besonders gut steuerbar ist und das Abformen von Ketten aus Zuckerbausteinen, sogenannten Glycanen, ermöglicht. Viele Proteine tragen spezifische „Zuckerketten“. Sie sind einzigartig wie ein Fingerabdrücke des Proteins.

Derartige Glycane von der extrazellulären Seite der HER2-Proteine verwendeten die Forscher als „Stempel“. Auf diese Weise erzeugten sie geprägte Nanopartikel, die HER2 spezifisch erkennen, selektiv daran binden und so deren Dimerisierung verhindern. Die Vermehrung von Tumorzellen in vitro und das Wachstum von Tumoren in Tumormäusen konnten so deutlich verringert werden. Gesunde Zellen wurden dagegen so gut wie gar nicht beeinträchtigt.

Angewandte Chemie: Presseinfo 18/2019

Autor: Zhen Liu, Nanjing University (China), http://chem.nju.edu.cn/english/facultylr.asp?fln=LIU,Zhen

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1002/ange.201904860

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de/

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht „Kiss and Run“ zur Abfallverwertung in der Zelle
14.02.2020 | Universitätsmedizin Mannheim

nachricht Kurze Impulse mit großer Wirkung
14.02.2020 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Im Focus: Making the internet more energy efficient through systemic optimization

Researchers at Chalmers University of Technology, Sweden, recently completed a 5-year research project looking at how to make fibre optic communications systems more energy efficient. Among their proposals are smart, error-correcting data chip circuits, which they refined to be 10 times less energy consumptive. The project has yielded several scientific articles, in publications including Nature Communications.

Streaming films and music, scrolling through social media, and using cloud-based storage services are everyday activities now.

Im Focus: Nanopartikel können Zellen verändern

Nanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an BESSY II. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.

Nanopartikel sind heute nicht nur in Kosmetikprodukten, sondern überall, in der Luft, im Wasser, im Boden und in der Nahrung. Weil sie so winzig sind, dringen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

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

„Kiss and Run“ zur Abfallverwertung in der Zelle

14.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kurze Impulse mit großer Wirkung

14.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

ESO-Teleskop sieht die Oberfläche des schwächelnden Beteigeuze

14.02.2020 | Physik Astronomie

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