Sonntag, 11. April 2021
Navigation öffnen
Anzeige:
Piqray
Piqray
Medizin
05. Mai 2017

Hybrides Nanomaterial zerstört hypoxische Krebszellen

Krebstherapien mit reaktiven Sauerstoffspezies sind in den Regionen von Tumoren mit geringer Sauerstoffkonzentration häufig unwirksam. Amerikanische Wissenschaftler haben jetzt ein hybrides Nanomaterial entwickelt, das durch Hitzeaktivierung in Tumorzellen eine Vorstufe für freie Radikale freisetzt. Wie sie berichten, zerstören die freien Radikale die Zellkomponenten auch unter Sauerstoffmangel und induzieren dadurch den Zelltod. Die Freisetzung der Substanz am Zielort und ihre Wirkung können präzise gesteuert werden.
Anzeige:
Bevacizumab
Viele etablierte Behandlungsmethoden von Krebs basieren auf der Erzeugung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), die bei den Tumorzellen den Zelltod einleitet. Allerdings muss dafür Sauerstoff vorhanden sein, und hypoxische (Sauerstoffmangel-)Regionen im Tumorgewebe überleben häufig ROS-Behandlungen. Younan Xia am Georgia Institute of Technology und der Emory University in Atlanta (USA) und sein Team haben daher eine Strategie entwickelt, um eine Substanz, die nach gezielter Aktivierung in Radikale zerfällt, in Zellen einzuschleusen, wo sie diese nach einem ROS-ähnlichen Mechanismus auch unter hypoxischen Bedingungen zerstören kann.

Wie die Autoren erläutern, wurden sie auf der Suche nach einer Verbindung, die genügend Radikale produziert, im Bereich der Polymerchemie fündig. Dort ist die Azo-Verbindung AIPH ein bekannter Polymerisationsstarter, der Alkylradikale freisetzt. In medizinischen Anwendungen führte AIPH zu DNA-Schädigungen und zu Lipid- und Protein-Peroxidationen, auch wenn kaum freier Sauerstoff zur Verfügung stand. Zunächst muss dafür aber das empfindliche AIPH in die Zellen im Gewebe hineingebracht werden. Die Wissenschaftler verwendeten daher Nanokäfige, deren Hohlräume sie mit Laurinsäure füllten. Dieses „Phase-Change-Material“ (PCM) kann als Trägermaterial für AIPH dienen. Befindet sich der Nanokäfig im Zielgewebe, heizt eine Bestrahlung mit einem Nahinfrarot-Laser diese Nanokäfige auf, sodass das PCM schmilzt und seine AIPH-Fracht freisetzt. Das AIPH zerfällt sofort in freie, hochreaktive Radikale.
 
Gezielte Radikalfreisetzung zerstört hypoxische Krebszellen. © Wiley-VCH
Gezielte Radikalfreisetzung zerstört hypoxische Krebszellen. (c) Wiley-VCH


Dass dieses Konzept funktioniert, bewies das Team mit einer Reihe von Experimenten an unterschiedlichen Zellsorten. An roten Blutkörperchen wurde erhebliche Hämolyse beobachtet. Lungen-Krebszellen nahmen die Nanoteilchen auf und erlitten durch die Freisetzung des Radikalstarters schweren Schaden. Aktinfilamente zogen sich zusammen und aggregierten und die Lungen-Krebszellen wurden, unabhängig von der Sauerstoffkonzentration, erheblich in ihrem Wachstum eingeschränkt.

Obwohl die Autoren zugeben, dass „die Wirksamkeit durch Optimierung der Komponenten und der Bedingungen noch verbessert werden muss“, zeigten sie deutlich, wie ihr Hybridsystem Zellen unabhängig vom Sauerstoffgehalt effektiv abtötete. Diese Strategie könnte für die Nanomedizin, die Krebs-Theranostik und alle Anwendungen interessant sein, bei denen es auf die gezielte Freisetzung einer Substanz mit überragender räumlicher und zeitlicher Auflösung ankommt.

Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Literatur:

Shen S, Zhu C, Huo D et al.
A Hybrid Nanomaterial for the Controlled Generation of Free Radicals and Oxidative Destruction of Hypoxic Cancer Cells.
Angew Chem Int Ed Engl. 2017 May 2. doi: 10.1002/anie.201702898.
https://doi.org/10.1002/ange.201702898


Anzeige:
Venclyxto
Das könnte Sie auch interessieren
Krebstherapien können Herz und Gefäße schädigen: Wie schützt man Patienten?
Krebstherapien+k%C3%B6nnen+Herz+und+Gef%C3%A4%C3%9Fe+sch%C3%A4digen%3A+Wie+sch%C3%BCtzt+man+Patienten%3F
©freshidea / Fotolia.de

Die Therapie von Krebserkrankungen hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Verbesserte Operationsmethoden, eine präzisere Strahlenbehandlung und neue Medikamente konnten die Überlebenschancen der Patienten deutlich verbessern. Doch der Fortschritt hat seinen Preis: „Viele Krebstherapien können Herz und Kreislauf schädigen – auch die modernen, zielsicherer an Krebszellen ansetzenden Wirkstoffe können das Herz-Kreislauf-System in...

Neues Infoportal rund um Ernährung und Krebs ist online
Neues+Infoportal+rund+um+Ern%C3%A4hrung+und+Krebs+ist+online
© ernaehrung-krebs-tzm.de

Das neue Infoportal der Arbeitsgruppe „Ernährung und Krebs“ am Tumorzentrum München (TZM) ist ab sofort unter www.ernaehrung-krebs-tzm.de online. Es bündelt wissenschaftlich fundierte Informationen, gibt praktische Hilfestellung und vermittelt Kontakte zu anerkannten Therapeuten und Beratungsstellen rund um das Thema Ernährung und Krebs. Die Arbeitsgruppe besteht aus qualifizierten Ärzten und Ernährungsfachkräften unter der Leitung von Professor...

Klinische Studien in der Krebstherapie – Informationen für Patienten
Klinische+Studien+in+der+Krebstherapie+%E2%80%93+Informationen+f%C3%BCr+Patienten
© Alexander Raths / Fotolia.com

Für Krebspatienten ist die Teilnahme an einer Studie mit der Chance verbunden, frühzeitig Zugang zu innovativen Behandlungsmethoden zu bekommen, die im klinischen Alltag nicht erhältlich sind. Neue Wirkstoffe bieten viele Chancen, können aber auch unbekannte Risiken und Nebenwirkungen mit sich bringen. Das ONKO-Internetportal erläutert, welche Arten von Studien es in der Krebstherapie gibt und was Patienten, die sich für eine Studienteilnahme interessieren,...

Kombination von Wirkstoffen könnte Heilungschancen bei Eierstockkrebs verbessern
Kombination+von+Wirkstoffen+k%C3%B6nnte+Heilungschancen+bei+Eierstockkrebs+verbessern
© Uniklinikum Dresden/Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe

Innovative zielgerichtete Wirkstoffe, so genannte PARP-Inhibitoren, können die Prognose bei Eierstockkrebs deutlich verbessern. Dies gilt vor allem für Patientinnen, deren Tumoren bestimmte genetische Voraussetzungen aufweisen. Ein Forscherteam unter Leitung von WissenschaftlerInnen der Hochschulmedizin Dresden und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) konnte nun in Laborexperimenten zeigen, dass die Gabe eines neuartigen Chemotherapeutikums in...

Die Björn Schulz Stiftung
Die+Bj%C3%B6rn+Schulz+Stiftung
© Александра Вишнева / fotolia.com

in Deutschland leben derzeit rund 50.000 Familien mit einem lebensbedrohlich oder lebensverkürzend erkrankten Kind. Ihre Zahl steigt, denn dank des medizinischen Fortschritts haben schwerst- oder unheilbar kranke Kinder heute eine höhere Lebenserwartung als noch vor 20 Jahren. In der für die betroffenen Kinder und Angehörigen schwierigen Situation bieten Kinderhospizdienste eine intensive Begleitung sowie eine umfassende Betreuung in einer familiären, kindgerechten...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Hybrides Nanomaterial zerstört hypoxische Krebszellen"

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 Medical Tribune Verlagsgesellschaft mbH - Geschäftsbereich rs media widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.