Meine Merkliste
my.bionity.com  
Login  

Leuchtende Nanopartikel helfen bei Früherkennung von Krebs

19.09.2018

Eine Forschungsgruppe aus Innsbruck untersuchte in einem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Projekt, wie Krebszellen im Dickdarm zum Leuchten gebracht werden können, um eine frühe Erkennung zu erleichtern.

Dickdarmkrebs ist eine der tödlichsten Krebsarten. Sie ist die in unseren Breiten am zweithäufigsten auftretende Variante von Krebs. Im Frühstadium kann Dickdarmkrebs gut therapiert werden, der sich entwickelnde Tumor lässt sich einfach entfernen. Meist wird der Krebs aber erst sehr spät entdeckt, wo die Behandlung bereits sehr schwierig ist. Ab dem 50. Lebensjahr wird deshalb ein Screening-Programm international empfohlen, das alle 5 Jahre durchgeführt werden soll. Bei der dabei durchgeführten Darmspiegelung wird der Dickdarm Quadratzentimeter für Quadratzentimeter auf Tumore untersucht und gefährliches Gewebe sofort entfernt. Doch selbst dabei wird ein Teil der kleinen Tumore übersehen, oft mit dramatischen Folgen, besonders, wenn diese Untersuchung nicht regelmäßig durchgeführt wird.

Eine Forschungsgruppe um den Biologen Paul Debbage von der Medizinischen Universität Innsbruck hat nun im Rahmen des EU-Projekts „NanoEFEct“ und mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF nach Wegen gesucht, die Krebszellen mit leuchtenden Substanzen zu markieren, um diese beim Screening besser sichtbar zu machen.

Krebs im Frühstadium nicht erkannt

„Das Darmkrebs-Screening ist eigentlich eine sehr gute Vorsorge“, sagt Debbage, „doch es gibt hier eine Lücke, weil einige Prozent der Karzinome nicht erkannt werden.“ Um diese Lücke zu schließen, entwickelten unter der Leitung von Debbage Forscherteams in Portugal, Norwegen und Innsbruck fluoreszierende Nanopartikel, die an die Zell-Membranen der Krebszellen binden sollten. Die Nanopartikel sind dabei um einiges größer als die Eiweißmoleküle der Zellen, aber um ein Vielfaches kleiner als die Zellen selbst. „Die Nanopartikel des Teams in Innsbruck hatten Durchmesser von 30 Nanometer.“ Das ist etwa ein Fünfhundertstel bis ein Fünftausendstel der Dicke eines menschlichen Haares.

Man befinde sich hier in einem Größenbereich, wo bereits quantenphysikalische Effekte auftreten, so der Forscher: „Es gibt hier eine Vielzahl von Wirkungen, die wir in der normalen Welt nicht erfahren.“ Wegen der Quanteneffekte leuchten die Nanopartikel sehr hell und dies sei wichtig, erklärt Debbage: „Bei einer Darmspiegelung sieht der Mediziner, der die Untersuchung durchführt, eine rosafarbene Welt. Hier müssen die Krebszellen stark aufleuchten, um gerade frühe Stadien des Krebses gut erkennenbar zu machen.“

Nanopartikel aus Bausteinen des menschlichen Körpers

Gudrun Thurner, langjähriges Mitglied der Innsbrucker Gruppe, erklärt den Zugang, der in Innsbruck gewählt wurde: „Unsere Nanopartikel basieren auf einem Bestandteil des Blut-Serums. Sie tragen auf der einen Seite einen Farbstoff und auf der anderen Seite einen Antikörper des Immunsystems.“ Antikörper können bestimmte Eiweißstrukturen erkennen, um im Körper Krankheitserreger auszuschalten. Die hier verwendeten Antikörper sollen ein bestimmtes Eiweiß in der Zellmembran der Krebszellen erkennen und sich daran binden. „Unsere Nanopartikel bestehen also hauptsächlich aus menschlichen Bestandteilen, wobei ein winziger Teil – der Antikörper – tierischen Ursprungs ist. Dies vermindert das Risiko, dass das Nanopartikel oder seine Bestandteile im Körper toxisch wirken könnte.“

Diese Frage nach der Toxizität ist bei Nanopartikeln nicht trivial, weil Nanopartikel, die ins Blut gelangen, in einigen Organen Schaden anrichten könnten. Die Zusammensetzung aus vorwiegend menschlichen Materialien bietet eine gewisse Absicherung bei den Zulassungsverfahren, die sehr aufwendig sind. Thurner betont, dass die Innsbrucker Teilchen mit 30 Nanometern die perfekte Größe hätten, um in die Krebszellen aufgenommen zu werden. „Außerdem haben wir viel Know-how investiert, um sicherzugehen, dass der Antikörper am Partikel für seine Bindungsfunktion perfekt ausgerichtet ist. Zudem ist das Nanopartikel so konstruiert, dass es im Darm nicht zerfallen kann.“ Gudrun Thurner hat sich also auf einen „menschlichen“ Zugang spezialisiert, während das Team in Portugal mit Nanopartikeln aus Gold arbeitet und das Team in Norwegen mit solchen aus Kunststoff. Den drei Teams ist es gelungen, an Mäusen zu zeigen, dass die Methode funktioniert.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung
  • News

    Die Genetik des Suizidrisikos

    Auf der Suche nach biologischen Markern für Suizidgefährdung hat ein Wiener Forscherteam neue Erkenntnisse über den Zusammenhang von Umweltfaktoren und Genen gefunden. Traumatische Kindheitserlebnisse spielen dabei eine wesentliche Rolle und hinterlassen Spuren im Gehirn. Suizid ist ein wei ... mehr

    Wie Darmbakterien depressiv machen

    Eine Forschungsgruppe aus Graz erforscht das komplexe Wechselspiel zwischen Darm und Gehirn. Nun konnte das Team in einem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Projekt neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie Darmbakterien, das Immunsystem und Übergewicht zu psychischen Erkrankungen führen ... mehr

    Wie „gutes Cholesterin“ noch fleißiger wird

    Damit ein Tumor wachsen kann, braucht er Cholesterin zum Aufbau neuer Zellwände. Gleichzeitig gilt das sogenannte „gute“ Cholesterin oder High-Density-Lipoprotein (HDL) als Schutzfaktor gegen Krebs. Schrödinger-Stipendiat Raimund Bauer untersuchte die Wirkung von HDL auf Tumore genauer und ... mehr

  • Verbände

    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

    Der FWF - Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung - ist Österreichs zentrale Einrichtung zur Förderung der Grundlagenforschung. Er ist allen Wissenschaften in gleicher Weise verpflichtet und orientiert sich in seiner Tätigkeit ausschließlich an den Maßstäben der internationalen ... mehr

Mehr über Medizinische Universität Innsbruck
  • News

    Neue Gentherapie zur Behandlung von Epilepsie

    Forschungsgruppen der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Medizinischen Universität Innsbruck haben einen grundlegend neuen Ansatz zur Behandlung von Temporallappen-Epilepsie entwickelt: Eine Gentherapie soll ermöglichen, dass beginnende Krampfanfälle gezielt am Ort ihrer Entstehun ... mehr

    Neue Erkenntnisse zum Zusammenhang von Übergewicht und Krebs

    Übergewicht erhöht das Risiko für Dickdarm- oder Gebärmutterkrebs. Geht es nach einer neuen Studie der Medizinischen Universität Innsbruck muss dieser oft bestätigte Zusammenhang nun unter neuen Vorzeichen gesehen werden. Das Team um den Medizin-Statistiker Hanno Ulmer konnte nachweisen, da ... mehr

    Welche Gene unsere Intelligenz regeln

    Warum sind manche Menschen intelligenter als andere? Der Grund dafür liegt auch in den Genen. Neurowissenschafter der Medizinischen Universität Innsbruck haben einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der molekularen Grundlagen von menschlicher Intelligenz geleistet. Galina Apostolo ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.