Nano-Technologie: Mini-Diamanten sollen Krebstherapie voranbringen

Werden Krebszellen mit Medikamenten angegriffen, spülen sie die Wirkstoffe oft in aller Schnelle wieder nach draußen. Nano-Materialien könnten dafür sorgen, dass die Chemotherapeutika länger vor Ort bleiben können. Zumindest im Tierversuch scheinen die Ergebnisse interessant.

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Corbis

Tumorgewebe unter dem Mikroskop: Suche nach effektiveren Medikamenten

Washington - Sie könnten eines Tages ein Weg sein, um auch schwierig zu behandelnde Krebserkrankungen in den Griff zu bekommen: Krebsmedikamente, die an Nanodiamanten als Transportvehikel gekoppelt sind. Dass diese Kombination in der Lage ist, die Abwehrmechanismen resistenter Tumoren zu überlisten, haben Forscher zumindest im Mäuseversuch zeigen können.

Das Prinzip klingt zunächst einfach: Der Komplex aus Diamant und Wirkstoff ist so groß, dass die Zelle ihn im Gegensatz zum reinen Wirkstoff nicht einfach wieder aus ihrem Inneren herausbefördern kann. Dadurch bleibt das Chemotherapeutikum länger vor Ort - und kann seine tödliche Wirkung effektiver entfalten. Der Diamant-Trick könnte vor allem dort eingesetzt werden, wo Tumoren immer wieder auftreten oder wo Tumor und Metastasen nicht mehr auf herkömmliche Therapien reagieren, schreiben Forscher um Dean How von der Northwestern University in Evanston (US-Bundesstaat Illinois) im Fachmagazin "Science Translational Medicine".

Bei vielen Resistenzen gegenüber Krebsmedikamenten schaffen es die Tumorzellen rechtzeitig, die Chemotherapeutika wieder aus ihrem Inneren herauszubefördern. In manchen Fällen besitzen die Tumorzellen diese Fähigkeit schon von Natur aus - etwa weil sie aus Leberzellen entstehen, die auf Entgiftungen spezialisiert sind.

Kampf gegen Staubsauger in der Zelle

Manchmal bilden sich die Resistenzen, wenn Tumorzellen den ersten Medikamentenangriff überstehen - und anschließend ihre Zellprozesse umbauen. In diesen Fällen saugen dann beispielsweise Transportmoleküle in den Zellmembranen Chemotherapeutika wie Doxorubicin (Dox) wie Staubsauger aus der Zelle heraus. Dadurch gelangt der Wirkstoff gar nicht erst in die Nähe der DNA, wo er sich eigentlich einnisten und die Verdoppelung des Erbguts bei der Zellteilung und damit das Tumorwachstum unterbinden soll.

Schon länger versuchen Wissenschaftler daher, die Resistenzen zu bekämpfen. Dabei geht es darum, die Staubsauger in den Zellwänden zu blockieren, zum Beispiel durch Medikamente. Doch die haben oft unerwünschte Nebenwirkungen. Chow und seine Kollegen gingen daher einen anderen Weg: Sie hefteten den Wirkstoff Dox auf die Oberfläche eines Nanodiamanten. Der so gebildete Komplex ist 80 Nanometer groß - und damit zu sperrig für die Zellstaubsauger.

Den modifizierten Wirkstoff spritzten die Forscher Mäusen mit Leber- oder Brustkrebs. Im Vergleich zur Therapie mit dem reinen Wirkstoff Dox war das Ergebnis der Diamantenbehandlung deutlich besser, schreiben die Wissenschaftler: Die Tumoren bildeten sich schneller zurück, und das gesunde Gewebe wurde geschont. Die Forscher führen das darauf zurück, dass der an die Diamanten gekoppelte Wirkstoff länger in der Krebszelle bleibt. Dadurch kann er zum einen vor Ort intensiver wirken. Zum anderen gerät auch weniger Wirkstoff in den Blutstrom und damit zu anderen, gesunden Organen.

In einem Kommentar zur Studie schreibt Timothy Merkel von der University of North Carolina in Chapel Hill, dass Nanopartikel auch Wirkstoffkombinationen transportieren könnten und vielfältige Therapiemöglichkeiten erlaubten. Auch andere Partikelmaterialien wie etwa Polymere seien in der Erprobung. Tatsächlich werden Nano-Materialien zum Beispiel auch im Kampf gegen Malaria und Aids erprobt.

chs/apd

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