q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Kombinatorische Krebstherapie

Vernichtung von Tumorzellen durch zwei synergistische Wirksysteme in einer Nanokapsel

© Wiley-VCH

15.10.2020: Auf der Suche nach Wirkstoffen gegen Krebs stehen immer häufiger Kombinationstherapien im Mittelpunkt. Wissenschaftler aus Deutschland und China haben jetzt Chemotherapie mit photodynamischer Therapie kombiniert. Alle Wirkstoffe werden in einer Nanokapsel mit Proteinhülle verkapselt und gemeinsam zum Tumor gebracht. Dort löst, wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie schreiben, die Bestrahlung mit Licht eine Ereigniskaskade aus, die letztlich die Krebszellen absterben lässt.

Verschiedene Krebsmedikamente haben unterschiedliche Wirkmechanismen. So stoppen DNA-schädigende Substanzen das Tumorwachstum. Photodynamische Wirkstoffe erzeugen hingegen reaktive Sauerstoffspezies (ROS), wenn sie mit Licht bestrahlt werden. Die ROS setzen den Zellorganellen so zu, dass die Zelle in den programmierten Zelltod getrieben wird.

Einige Krebsarten haben jedoch Resistenzen entwickelt. Das Chemotherapeutikum kann nicht mehr in die Zelle eindringen, oder die Zellen reparieren die beschädigten DNA-Stränge zu rasch. Um Krebsmedikamente wirksamer zu machen, haben Forscher um Katharina Landfester und ihre Kollegen vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz und von der Dalian University of Technology (China) ein Chemotherapeutikum mit einem photodynamischen System kombiniert. Alle Wirkstoffe verpackten sie in einer Nanokapsel.

In festen Tumoren ist eine photodynamische Therapie wegen des geringen Sauerstoffgehalts häufig weniger wirksam. Weniger Sauerstoff bedeuten auch weniger ROS. Deshalb setzten die Wissenschaftler ein modifiziertes System ein, das den Sauerstoff zumindest teilweise recycelt. Hier erzeugt ein Photosensibilisator nach Bestrahlung ROS, die Zellenzyme in Wasserstoffperoxid umwandeln. Ein Reagenz namens Fenton-Reagenz – im Wesentlichen hoch oxidiertes Eisen – wandelt dann das Wasserstoffperoxid wieder in aktive ROS und Sauerstoff um.

Alle drei Reagenzien (das Chemotherapeutikum Cisplatin, den Photosensibilisator und das Fenton-Reagenz) in einer Nanokapsel zusammenzubringen, sei nicht einfach gewesen, sagten die Autoren. Cisplatin ist in Wasser schlecht löslich, während sich Ovalbumin, aus dem die Nanokapsel besteht, im organischen Lösungsmittel nicht löst. Mit einer Miniemulsionstechnik kombinierten die Wissenschaftler schließlich alle Reagenzien in einem Lösungsmittelgemisch und umschlossen sie mit einer Hülle aus Ovalbumin. Mit einem Copolymer auf Basis von Polyethylenglykol stabilisierten sie das Ovalbumin und machten es emulgierfähig.

Wie die Wissenschaftler durch Tests mit Tumorzelllinien herausfanden, drangen die Nanokapseln in die Zellen ein, setzten ihre Ladung frei und entwickelten bei Bestrahlung mit rotem Licht ROS. Das kombinierte Therapeutikum tötete auch Cisplatin-resistente Zellen oder Zellen mit besonders niedriger Sauerstoffkonzentration ab.

Die Wirkstoffkombination stoppte in lebenden Mäusen das Tumorwachstum. Den Autoren zufolge sammelten sich die Reagenzien im Gewebe an und ließen die Tumore mit der Zeit schrumpfen, ohne gesundes Gewebe oder andere Organe zu beeinträchtigen.

Wichtig sei, dass die Reagenzien verkapselt zum Tumor kommen und synergistisch wirken, so die Autoren. Ein einziges Mittel oder eine Zweierkombination habe viel weniger Wirkung gezeigt als die Kombination. Ähnliche synergistische Plattformen könnten in zukünftigen Therapiesettings eine wichtige Rolle spielen, meinen sie.

Originalveröffentlichung:
Dr. Shuai Jiang et al.; "Synergistic Anticancer Therapy by Ovalbumin Encapsulation‐Enabled Tandem Reactive Oxygen Species Generation"; Angewandte Chemie; 2020

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Krebs
  • Kombinationstherapien
  • Chemotherapie

Mehr über MPI für Polymerforschung

  • News

    Wenn Ionen an ihrem Käfig rütteln

    In vielen Bereichen spielen „Elektrolyte“ eine wichtige Rolle: Sie sind bei der Speicherung von Energie in unserem Körper wie auch in Batterien von großer Bedeutung. Um Energie freizusetzen, müssen sich Ionen – geladene Atome – in einer Flüssigkeit, wie bspw. Wasser, bewegen. Bisher war jed ... mehr

    Aus eins mach zwei – Teilung künstlicher Zellen

    Die Erfolgsgeschichte des Lebens auf der Erde beruht auf der erstaunlichen Fähigkeit von lebenden Zellen, sich in zwei Tochterzellen zu teilen. Während eines solchen Teilungsprozesses muss die äußere Zellmembran eine Reihe von Formänderungen durchlaufen, die schließlich zur Membranteilung f ... mehr

    Wie man effiziente Materialien für OLED-Displays entwickelt

    Für Anwendungen wie Leuchtdioden oder Solarzellen stehen heute organische Materialien im Mittelpunkt der Forschung. Diese organischen Moleküle könnten eine vielversprechende Alternative zu den bisher verwendeten Halbleitern wie Silizium oder Germanium sein und werden in OLED-Displays einges ... mehr

Mehr über Angewandte Chemie

  • News

    Kaskaden mit Kohlenstoffdioxid

    Kohlenstoffdioxid (CO2) ist nicht nur ein unerwünschtes Treibhausgas, sondern auch eine interessante Rohstoffquelle, deren Recycling wertvoll und nachhaltig sein könnte. Ein spanisches Forschungsteam stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuartigen katalytischen Ansatz zur Umwan ... mehr

    Besser als Cyclodextrine

    Zum Entzug von Giftstoffen, Medikamenten oder Geruchsstoffen aus der Umwelt werden behälterartige molekulare Substanzen verwendet, sogenannte Sequestriermittel. Wissenschaftler haben eine Gruppe solcher Substanzen entwickelt, die spezifisch Neurotransmitter-Medikamente sequestrieren. Die fa ... mehr

    Färbezyklen mit Schwarzen Löchern

    Bei der Behandlung eines Tumors spielt auch sine Mikroumgebung eine wichtige Rolle. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen Wissenschaftler eine Methode vor, mit der Zellproben aus Tumoren und Mikroumgebung in rascher Folge in weniger als einer Stunde mit fluoreszierenden Antikörpern g ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

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