Krebstherapie: Nano-Boten mit gezieltem Auftrag

Kleinste Teilchen so herzustellen und zu programmieren, dass sie genau definierte Eigenschaften aufweisen und beispielsweise im medizinischen Bereich punktgenau eingesetzt werden können, ist Prof. Dr. Katharina Landfesters große Herausforderung.

Für ihre Forschungsarbeit nimmt sich Katharina Landfester die Natur zum Vorbild: „Für uns ist Milch das ideale Modell einer stabilen Emulsion mit kleinen Tröpfchen, an denen komplexe Nanostrukturen mit unterschiedlichsten Funktionen gebildet werden können“, erklärt sie. Emulsionen, die wie Milch aus stabilen Gemischen mehrerer Fettsorten bestehen, werden von Landfester und ihren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Labor nachgebaut.

Sie stellen so genannte Miniemulsionen her – Gemische, die aus stabilen Tropfen mit einer Größe von 10 bis 500 Nanometern bestehen. Die Gemische werden dann wie Milch homogenisiert. Dabei entstehen einheitliche Tröpfchen, in denen gleichzeitig chemische Reaktionen gezielt ablaufen können. Diese Tropfen können dann in Nanopartikel aus Kunststoff (Polymere) so umgewandelt und programmiert werden, dass sie für ihren Einsatzzweck maßgeschneidert sind. So bestehen Lacke und Kleber aus Partikeln, die auf Kratzfestigkeit oder „Kleben auf Zuruf“ eingestellt sind.

Ziel des Teams um Katharina Landfester ist es, diese Nanopartikel beispielsweise im medizinischen Bereich einzusetzen, etwa als Transportträger für Medikamente: Die Forscher können die polymere Nanopartikelhülle von Medikamenten so justieren, dass sie an genau definierten Stellen im Körper zum Einsatz kommen oder besonders wenige Nebenwirkungen auslösen. So können Medikamente punkt- und zielgenau verabreicht werden.

Ebenso ist es mit diesem Verfahren möglich, so genannte Zellmarkierungen vorzunehmen: Zellen werden mithilfe von Nanopartikeln gekennzeichnet, eine Tomographie macht sie sichtbar und der Krankheitsherd kann im Körper genau lokalisiert werden.

Entsprechende Kooperationen baut Prof. Landfester derzeit mit den Abteilungen der Onkologie und Hämatologie der Universitätsklinik Mainz auf. „Ich freue mich sehr auf die fächerübergreifende Zusammenarbeit nicht nur innerhalb des Instituts, sondern auch mit der Universität. Das Max-Planck-Institut bietet für unsere Arbeit die idealen Voraussetzungen: Vom Design über die Herstellung bis zur Untersuchung der Materialien sind exzellentes Know-how und innovative Infrastruktur konzentriert an einem Ort vorhanden.“