Donnerstag, 18. April 2019
Navigation öffnen

Medizin

04. April 2019 Tumorwachstum: Melanin liefert im Tiermodell neuen Behandlungsansatz

Der dunkle Hautfarbstoff Melanin schützt uns vor schädlichen Sonnenstrahlen, indem er Lichtenergie aufnimmt und in Wärme umwandelt. Diese Fähigkeit lässt sich sehr effektiv für die Tumordiagnose und -therapie einsetzen. Das zeigte ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München, das mit Melanin beladene Membran-Nanopartikel hergestellt hatte. Im Tiermodell verbesserten diese die Tumorbildgebung und verzögerten gleichzeitig das Tumorwachstum.
Nanopartikel gelten als vielversprechender Ansatz für die Tumorbekämpfung, weil Tumorgewebe sie aufgrund eines durchlässigeren Blutgefäßsystems leichter aufnimmt als gesunde Zellen. Ein Beispiel für sie sind kleine Bläschen, die von Bakterienmembran umgeben sind und als „Outer Membrane Vesicles“ (OMVs) bezeichnet werden. Die 20-200 nm großen Partikel haben viele Vorteile: Sie sind biologisch verträglich und abbaubar, lassen sich leicht und günstig auch in großem Maßstab in Bakterien produzieren, zum Beispiel mit medikamentösen Wirkstoffen beladen, und einfach verabreichen.

Optoakustik

Welches große Potential OMVs noch für die Tumordiagnostik und -therapie haben können, hat Prof. Vasilis Ntziachristos, München, mit seinem Team gezeigt. Sie nutzten dabei die charakteristischen Eigenschaften von OMVs und Melanin. Dr. Vipul Gujrati, Erstautor der Studie, erklärt das Prinzip: „Melanin absorbiert Licht sehr gut, auch im Infrarot-Bereich. Genau dieses Licht nutzen wir in unserem bildgebenden Verfahren Optoakustik für die Tumordiagnostik. Gleichzeitig setzt Melanin diese aufgenommene Energie in Wärme um, die es wieder abstrahlt. Und Wärme wird in ersten klinischen Studien für die Tumorbekämpfung eingesetzt.“

Die Optoakustik kombiniert die Vorteile von optischer Bildgebung und Ultraschalltechnik und wurde von Ntziachristos entscheidend vorangebracht. Dabei erwärmen schwache Laserimpulse das Gewebe geringfügig, woraufhin es sich minimal und kurzzeitig ausdehnt. Zieht sich das Gewebe in Folge der Abkühlung wieder zusammen, entstehen Ultraschallsignale. Je nach Art des Gewebes unterscheiden sich die gemessenen Signale. Diese erfassen die Wissenschaftler dann mit entsprechenden Detektoren und „übersetzen“ sie in 3-dimensionale Bilder. Mit Hilfe von Sensormolekülen lässt sich die Spezifizität und Genauigkeit der Technik noch weiter steigern.

Wärmeentwicklung reduziert Tumorwachstum

Das Team hatte aber zuerst ein Problem zu lösen: Melanin ist schlecht wasserlöslich und damit schwer zu verabreichen. Hier kamen die OMVs ins Spiel: Die Forscher veränderten Bakterien so, dass sie Melanin produzieren und in ihre Membran und den daraus entstehenden Nanopartikeln einlagern konnten. Sie testeten die schwarzen Nanopartikel anschließend in Mäusen, die Tumoren im Brustbereich hatten. Die Partikel wurden direkt in den Tumor gespritzt und dieser mit Infrarot-Laserimpulsen im Zuge der optoakustischen Untersuchung angeregt.

Es zeigte sich, dass sich die OMVs als Sensormoleküle für diese Diagnosetechnik eigneten, weil sie kontrastreiche und scharfe Bilder des Tumors lieferten. Zudem waren sie auch für photothermale Therapieansätze einsetzbar, bei denen das Tumorgewebe mit stärkeren Laserimpulsen erhitzt wird, so dass die Krebszellen absterben. Durch das Melanin erwärmte sich das Tumorgewebe von 37°C auf bis zu 56°C, während Kontrolltumoren ohne Melanin sich nur auf bis zu 39°C erwärmten. Im Verlauf von 10 Tagen nach der Behandlung wuchsen die Tumoren deutlich langsamer als in der Kontrollgruppe, die keine Melanin-OMVs erhalten hatten. Verstärkt wurde diese Wärmewirkung durch einen weiteren positiven Effekt der Partikel: Sie verursachten eine leichte unspezifische Entzündung im Tumorgewebe, was das Immunsystem anregte, den Tumor zu bekämpfen.

„Unsere Melanin-Nanopartikel sind 'Theranostics' – sie könnten gleichzeitig diagnostisch und therapeutisch eingesetzt werden. Das macht sie hochinteressant für die klinische Anwendung“, sagt Ntziachristos. Das Team möchte nun ihre OMVs weiterentwickeln, so dass sie künftig auch klinisch genutzt werden können.

Quelle: Technische Universität München


Das könnte Sie auch interessieren

Bayern gegen Darmkrebs: Das Modellprojekt „Sprich drüber!“ will junge Menschen im Freistaat vor einer Erkrankung bewahren.

Bayern gegen Darmkrebs: Das Modellprojekt „Sprich drüber!“ will junge Menschen im Freistaat vor einer Erkrankung bewahren.
FARKOR: Werbe-Anzeige Frau / © Felix Burda Stiftung

Auf Initiative der Felix Burda Stiftung haben sich die bayerischen Krankenkassen und die Kassenärztliche Vereinigung Bayerns (KVB) zum Modellprojekt „Sprich drüber!“ zusammengeschlossen. Ziel des Projekts ist es, ein vorhandenes familiäres Darmkrebsrisiko bei Versicherten im Alter von 25 bis 49 Jahren möglichst so früh zu identifizieren, dass diese vor einer Darmkrebserkrankung bewahrt werden können. Jede Bayerin und jeder Bayer in dieser...

World Blood Cancer Day 2017: Mehr Lebenschancen durch nachhaltige Aufklärung

World Blood Cancer Day 2017: Mehr Lebenschancen durch nachhaltige Aufklärung
© DKMS gemeinnützige Gesellschaft mbH

in diesem Jahr liegt der Fokus des jährlichen World Blood Cancer Day (WBCD) am 28. Mai auf nachhaltiger Bildung rund um das Thema Blutkrebs. Darüber hinaus wird gemeinsam mit Helfern, Gruppen und Organisationen weltweit im Rahmen des jährlichen Aufmerksamkeitstags Solidarität mit Patienten demonstriert. Die DKMS appelliert: Macht alle mit! Jeder kann sich am WBCD beteiligen und so den Kampf gegen Blutkrebs voranbringen.

Große Jubiläumsaktion „Ich zieh‘ den Hut“

Große Jubiläumsaktion „Ich zieh‘ den Hut“
© Frauenselbsthilfe nach Krebs e.V.

„Hut ab“ oder „Chapeau“ - das sagen Menschen, um Wertschätzung und Anerkennung vor der Leistung Anderer auszudrücken. Am 25. Juni 2016 bietet die Frauenselbsthilfe nach Krebs (FSH) anlässlich ihres 40-jährigen Jubiläums an 40 Orten in Deutschland Mitbürgern die Möglichkeit, durch die Geste des „Hutziehens“ ein Zeichen der Solidarität mit an Krebs erkrankten Menschen zu setzen und das Engagement der ehrenamtlich...

Mit individuell zugeschnittenen Behandlungen länger überleben

Mit individuell zugeschnittenen Behandlungen länger überleben
© Sebastian Kaulitzki / Fotolia.com

Lange Zeit galt die Diagnose Lungenkrebs als sicheres Todesurteil. Dank neuer Diagnostik und personalisierter Behandlungsmethoden haben sich die Aussichten für Betroffene in den letzte fünf Jahren dramatisch verbessert, wie Experten auf dem Kongress der European Respiratory Society (ERS) in Mailand erklärten. Wichtig sei, stets einen Lungenfacharzt in die Behandlung mit einzubeziehen, betont die Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Patienten...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Tumorwachstum: Melanin liefert im Tiermodell neuen Behandlungsansatz "

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.