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Medizin
07. Februar 2013

EU-Projekt: Diamanten-Nanosonde zur Früherkennung von Krebs

Ein EU-gefördertes Forschungsprojekt (FP7 245122) hat gezeigt, dass die einzigartigen Eigenschaften eines Diamanten auch zur Früherkennung von Krebs nutzbar gemacht werden können. Krebs entsteht, wenn in den Zellen plötzlich ein abnormales Zellwachstum auftritt. Ließen sich diese Veränderungen in Echtzeit nachweisen, hätte man nicht nur sehr früh die Möglichkeit zur Diagnose, sondern auch zur Therapie.

Dies war die Herausforderung des dreijährigen Projekts DINAMO, das 2010 mit belgischer, tschechischer, US-amerikanischer, australischer und deutscher Beteiligung entstand. Bis dahin galt es als unmöglich, Prozesse in lebenden Zellen über längere Zeit darzustellen, ohne die normale Zellfunktion zu stören. Daher entwickelte man eine neue Technologie, die auf winzigen Diamantsplittern, den „nanodiamond“-Partikeln (NDP), beruht. Das Material eignet sich wegen seiner Eigenschaften besonders zum Aufspüren von Biomaterialien wie Proteinen oder DNA:

1. die geringe Größe der NDP ermöglicht ihnen, einzelne Zellmembranen nicht-invasiv zu durchdringen, ohne die Zelle zu beschädigen.
2. NDP sind biokompatibel, d.h. sie können längere Zeit in der Zelle verbleiben, ohne dort ablaufende Mechanismen zu beeinflussen.
3. NDPs können bearbeitet werden, indem man ihnen optische oder elektrische Eigenschaften verleiht, sodass sie, einmal in der Ziel-Krebszelle angekommen, dort auftretende Pozesse entdecken und melden können. „Die zugefügten Eigenschaften“, so Projekt-Koordinator Prof. Milos Nesladek, Belgien, „umfassen auch Lumineszenz und verschiedene magnetische Beschaffenheiten.“ Außerdem lassen sich spezifische Biomoleküle wie beispielsweise primäre DNA-Moleküle auf ihre Oberfläche aufbringen. Diese können in der Zielzelle biologische Bestandteile messen, abbilden oder sogar verändern. „Dies macht NDPs einzigartig, um zelluläre Prozesse und biomolekulare Ereignisse zu erkennen, bildlich festzuhalten und möglicherweise auch therapeutisch auf sie einzuwirken“, so Nesladek.

Bislang wurden die NDP-Sonden des Projekts DINAMO hauptsächlich im Kontext von Brustkrebs und Kolorektalkarzinom verwendet, aber es gebe keinen Hinderungsgrund, dies auszuweiten auf andere Entitäten, sagte Nesladek. Versuche der Northwestern University, USA, konnten zeigen, dass das Einbringen von Anti-Krebs-Medikationen in Krebszellen per NDP-Sonde die Nebenwirkungen dieser Medikamente verringern und die Therapie effektiver machen kann.
Ein weiteres Ziel wird laut Prof. Nesladek nun als nächstes in Angriff genommen: zu eruieren, ob sich mit NDP-Sonden auch Krebsstammzellen aufspüren lassen.

Literaturhinweis:
http://ec.europa.eu/research/infocentre/article

Quelle: http://www.fp7-dinamo.eu


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