Nanopartikel: Laser steuern Medikamenten-Kapseln aus Gold

Sie sind winzig, befördern Substanzen und lassen sich gezielt dazu bewegen, diese freizusetzen: Forschern ist es gelungen, Nanopartikel aus Gold mit einem Laser zu steuern. Damit wollen sie die Blutgerinnung an- und abschalten. Ob das gelingt, ist jedoch fraglich.

Nanopartikel zwischen Blutkörperchen: Forscher wollen Miniteilchen als Schalter für die Blutgerinnung nutzen

Foto: Helena de Puig

Nanopartikel gelten in der Medizin zugleich als Hoffnungsträger und diffuse Gefahrenquelle. Sie könnten dabei helfen, Medikamente gezielt dort im Körper zu applizieren, wo sie wirken sollen. Welche Risiken und Nebenwirkungen bei ihrem Einsatz auftreten, wird allerdings erst nach und nach erforscht.

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (USA) haben nun gezeigt, wie sich Nanopartikel als Vehikel für Substanzen einsetzen und steuern lassen. Sie nutzten dafür winzige Stäbchen aus Gold, die ihr Bindungsverhalten ändern, wenn sie Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge ausgesetzt werden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachmagazin "PLoS One" .

"Aus technologischer Sicht ist das ein interessanter Ansatz", sagt Bernd Pötzsch, Oberarzt am Institut für Experimentelle Hämatologie und Transfusionsmedizin der Universität Bonn. Der Mediziner war nicht an der aktuellen Studie beteiligt. Er urteilt: Die Methode, pharmakologisch aktive Stoffe lokal und lichtabhängig freizusetzen, könne im klinischen Bereich sehr relevant werden.

Laserlicht hemmt oder fördert Blutgerinnung

Allerdings kritisiert Pötzsch, an welchem Modellsystem der Nanotransport demonstriert wurde. Die Forscher des MIT hatten dafür die Blutgerinnung ausgewählt - ein komplexes, von vielen Faktoren beeinflusstes und vom Körper fein justiertes System: "Dass sie sich auf diesem Weg an- und abschalten ließe, ist viel zu einfach gedacht."

In den Versuchen stand das Protein Thrombin im Mittelpunkt, ein wichtiger Gerinnungsfaktor. Wird er durch bestimmte Substanzen gehemmt, verlangsamt sich auch die Blutgerinnung. Eine solche Substanz verknüpften die Wissenschaftler nun mit den Nanostäbchen. Außerdem stellten sie eine weitere Verbindung her, zwischen anderen Nanopartikeln und dem Gegenspieler des Thrombins, der die Substanz blockiert - und die Blutgerinnung damit wieder ankurbelt.

Um diese Effekte hervorzurufen, nutzten die Forscher die unterschiedliche Reaktion der beiden Nanopartikel-Sorten auf bestimmte Wellenlängen von Laserlicht. Je nach Impuls konnten sie bewirken, dass entweder der Thrombin-Hemmer oder dessen Gegenspieler freigesetzt wurde. Eine mögliche Anwendung sehen die Verfasser der Studie vor allem bei medizinischen Operationen, bei denen eine zu starke oder schwache Blutgerinnung zu schweren Komplikationen führen kann.

Kritik am Versuchsaufbau

Doch bis dahin ist der Weg offenbar noch lang. "Um den Mechanismus tatsächlich zu prüfen, wären unter anderem auch Tierversuche notwendig gewesen", sagt Bernd Pötzsch. Zudem hält der Bonner Mediziner schon den Versuchsaufbau in der MIT-Studie an einigen Stellen für fragwürdig, etwa den Einsatz von Blutserum, das keine praktische Relevanz habe.

Damit scheint die vorgestellte Methode zwar im Bereich der Blutgerinnung so schnell keine Anwendung zu finden, zeigt aber dennoch, wie sich der Nanotransport von Substanzen technisch weiterentwickeln lässt. Welche Gefahren mit den winzigen, lichtempfindlichen Vehikeln verbunden sind, wäre ebenfalls noch zu klären.

che