Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Radioaktive Metallkomplexe zur Diagnose und Therapie von Tumoren

12.09.2017

Chemiker erforschen Indium- und Actinium-Verbindungen für die Entwicklung von Radiopharmaka

Mit radioaktiven Metallkomplexen, die in der Diagnose und Therapie von Tumoren eingesetzt werden sollen, beschäftigt sich das Team des Chemikers Prof. Dr. Peter Comba.


Schematische Darstellung

Abbildung: Miriam Starke, Peter Comba

Mit ihren aktuellen Untersuchungen am Anorganisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Entwicklung sogenannter radiopharmazeutischer Tracer auf der Basis von Indium und Actinium einen vielversprechenden Ansatz für neue Radiopharmaka darstellt. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sollen in weiterführende Studien mit Blick auf mögliche Anwendungen einfließen.

Beim Prinzip der radiopharmazeutischen Tracer wird ein „biologischer Vektor“ eingesetzt, um krankes Gewebe im Organismus zu lokalisieren. Dazu erhält der Vektor – zum Beispiel ein Peptid oder ein Antikörper – eine Markierung mit einem radioaktiven Element und wird so dem Patienten verabreicht.

Diese strahlende Einheit reichert sich an seinem Ziel an, und je nach Zerfallsprozess des Elements kann die Strahlung Tumorzellen sichtbar machen oder zerstören. „Ein wichtiger Vorteil dieser Methode ist, dass damit auch einzelne Zellen gefunden und somit sehr kleine Tumore therapiert werden können“, erläutert Prof. Comba.

Die Radioaktivität dieser Pharmaka ist so hoch, dass nur sehr geringe Konzentrationen für die Sichtbarmachung oder Zerstörung von Tumoren eingesetzt werden müssen. Verwendet werden pico- bis nanomolare Lösungen. Die Konzentration an radioaktiven Atomen in einer solchen Lösung ist etwa eine Million Mal kleiner als die von Natriumionen im Blut.

Nach den Worten von Prof. Comba gibt es viele Gründe, biologische Vektoren mit radioaktiven Metallionen zu markieren. Dazu gehört die Vielfalt der verfügbaren Elemente und Isotope, die über ideale Halbwertszeiten und Zerfallsprozesse sowie Energie für vielfältige Anwendungen verfügen. Dabei werden die Metallionen an organische Moleküle, sogenannte bifunktionale Chelatoren (BFCs), gebunden, die ihrerseits an den Tumor-suchenden biologischen Vektoren befestigt sind.

Wichtig ist, dass die Markierung der Tracer mit radioaktiven Metallionen sehr schnell und effizient erfolgt. Sie muss auch unter physiologischen Bedingungen geschehen, damit die biologischen Vektoren nicht beschädigt werden. Von zentraler Bedeutung ist aber auch, dass das radioaktive Atom äußerst stabil an den BFC gebunden ist. „Es darf auf dem Weg zur Tumorzelle unter keinen Umständen verloren werden“, sagt Prof. Comba. „Da sich die Radioaktivität dann im ganzen Körper verteilt, wäre dies ein Verhängnis für scharfe Bilder oder die selektive Zerstörung von Tumorzellen.“

Schnelle Markierung, sehr geringe Konzentration und hohe Stabilität sind Bedingungen, die nur sehr schwer gleichzeitig zu erfüllen sind. Bei der Entwicklung spezieller Tracermoleküle liegt der Fokus im Team von Prof. Comba auf BFCs, die in ihrer Struktur der besonders stabilen Diamantgeometrie gleichen. In den vergangenen Jahren konnten die Heidelberger Forscher bereits zeigen, dass diese BFCs eine äußerst aussichtsreiche Plattform für die Entwicklung von radiopharmazeutischen Tracern mit Kupfer-Ionen – hier Kupfer-64 – sind.

Ziel der darauf aufbauenden Arbeiten war es, das Anwendungsspektrum auf weitere nuklearmedizinisch wichtige Radiometalle auszudehnen. Im Mittelpunkt steht das Isotop Actinium-225, für das bis dahin noch kein potenter BFC existiert hat. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit hat sich Dr. Katharina Rück im Team von Prof. Comba daher auf die Synthese neuartiger bifunktionaler Chelatoren für radioaktive Metallionen wie Actinium-225 konzentriert. Eingehend untersucht wurden diese neuen BFCs in Zusammenarbeit mit Kollegen in Kanada, die vor allem auch die radiochemischen Studien durchgeführt haben.

Diese Untersuchungen zeigen besonders vielversprechende Ergebnisse mit den Radiometallen Indium-111 für die Diagnostik und Actinium-225 für die Therapie. Dies bedeutet, dass der bis auf das Metallion gleiche Tracer für Diagnostik und Therapie eingesetzt werden kann. Daher soll der neue BFC nun an biologische Vektoren gebunden und in Tierversuchen getestet werden.

Die Forschungsergebnisse wurden in „Chemistry – A European Journal“ veröffentlicht.

Originalpublikation:
P. Comba, U. Jermilova, C. Orvig, B.O. Patrick, C.F. Ramogida, K. Rück, C. Schneider, M. Starke: Octadentate picolinic acid based bispidine ligand for radiometal ions. Chemistry – A European Journal (published online 16 August 2017), doi: 10.1002/chem.201702284

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Comba
Anorganisch-Chemisches Institut
Telefon (06221) 54-8453
peter.comba@aci.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. +49 6221 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-heidelberg.de/fakultaeten/chemgeo/aci/comba/

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien schwärmen aus
17.01.2019 | Philipps-Universität Marburg

nachricht Forscher der TU Dresden finden neuen Ansatz für Therapien für neurodegenerative Erkrankungen
17.01.2019 | Technische Universität Dresden

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: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Wie Daten und Künstliche Intelligenz die Produktion optimieren

16.01.2019 | Veranstaltungen

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

Leistungsschub für alle Omicron Laser

17.01.2019 | Messenachrichten

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit Blutgefäßen aus Stammzellen gegen Volkskrankheit Diabetes

17.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

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