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Kampf gegen Krebs mit lichtaktivierter Wirkstofffreisetzung durch Nanopartikel

Eine neue Art der Behandlung, die als "lichtaktivierte Medikamentenabgabe" bezeichnet wird, bietet vielversprechende Möglichkeiten, Ärzten die Kontrolle darüber zu geben, wo und wann Medikamente im Körper des Patienten abgegeben werden. Jetzt haben Forscher eine lichtaktivierte Methode entwickelt, um Krebszellen anzustecken, ohne gesundes Gewebe zu schädigen, indem sie Arzneimittel-tragende Nanopartikel verwenden.

Jeffrey Zink, Professor für Chemie und Biochemie, und Fuyu Tamanoi, Professor für Mikrobiologie, Immunologie und Molekulargenetik, beide an der Universität von Kalifornien, Los Angeles, USA, und Kollegen, berichten über ihre Ergebnisse in der Zeitschrift KLEIN.

Ihre Methode verwendet Nanopartikel - Partikel, die so klein sind, dass sie mit der Zellgröße kompatibel sind -, um Chemotherapeutika direkt in Tumorzellen zu befördern und sie freizusetzen, wenn sie durch einen Zweiphotonenlaser im Infrarotrot aktiviert werden.

Die Nanopartikel können nicht nur Medikamente in genau bestimmte Bereiche des Körpers transportieren, sondern sie sind fluoreszierend und ihre Fortschritte können verfolgt werden.

Diese Fähigkeit, eine gezielte Therapie zu verfolgen, ist ein Beispiel für eine neue Mischung aus Therapie und Diagnostik, die als "Theranostiker" bezeichnet wird.

Da das Chemotherapeutikum nur in der Lage ist, das Ziel im Körper genau zu lokalisieren, trifft es nur Tumorzellen und nicht benachbartes gesundes Gewebe, reduziert die Nebenwirkungen der Behandlung erheblich und erhöht die krebsbekämpfende Wirkung eines Medikaments.

Die neuen Nanopartikel können Energie aus gewebedurchdringendem Licht absorbieren

Diese Studie ist wichtig, weil die Entwicklung eines Arzneimittelverabreichungssystems, das durch Licht ausgelöst wird, das Gewebe durchdringen kann, sich als sehr schwierig erwiesen hat.

Für ihre Studie entwickelten die Forscher eine neuartige Nanopartikelart, die Energie aus gewebedurchdringendem Licht absorbieren kann.

Die Nanopartikel bestehen aus Siliziumdioxid und haben Tausende von winzigen Poren, in denen sie die Chemotherapeutika tragen. Um das Austreten der Medikamente zu verhindern, sind die Enden der Poren mit Nanoventilen verschlossen, wie Korken in Flaschen.


Wissenschaftler haben eine neue Art der Behandlung mit dem Namen "lichtaktivierte Wirkstoffabgabe" entwickelt, die fluoreszierende Nanopartikel verwendet, um Chemotherapeutika direkt an Tumorzellen zu liefern, was bedeutet, dass ihr Fortschritt verfolgt werden kann.

Es sind die Nanoventile, die auf den Lichtauslöser reagieren. Sie enthalten spezielle Moleküle, die reagieren, wenn sie dem Zwei-Photonen-Licht ausgesetzt werden, wodurch sich die Ventile öffnen und ihre Medikamentenladung freisetzen. Zwei-Photonen-Licht ist eine Laser-Technik, die Elektronen in verschiedene Zustände anregt, die wiederum die Eigenschaften aller Verbindungen verändern können, zu denen sie gehören.

Die Forscher testeten erfolgreich ihren nanoskaligen Arzneistoffträger und seinen Auslöser bei Labor-kultivierten menschlichen Brustkrebszellen. Da der Lichtauslöser nur bis zu einer Reichweite von 4 cm Gewebe wirkt, beschränkt sich die Technik auf Tumore, die nicht weit von der Hautoberfläche entfernt sind, wie Brust-, Darm-, Eierstock- und Magentumoren.

Die Nanopartikel sind fluoreszierend, so dass ihre Fortschritte im Körper mithilfe molekularer Bildgebungsverfahren verfolgt werden können und Forscher genau sehen können, wo sich die Nanopartikel befinden, bevor sie die Wirkstofffreisetzung aktivieren.

Das Forschungsteam bestand auch aus Mitgliedern französischer Forschungszentren, darunter Jean-Olivier Durand von der Universität Montpellier, der maßgeblich an der Entwicklung des neuen Nanopartikels beteiligt war.

Mittel aus den Nationalen Gesundheitsinstituten und dem Französisch-Amerikanischen Kulturaustausch - Partneruniversitätsfonds (FACE-PUF) halfen bei der Finanzierung der Studie.

Im April 2012 Medizinische Nachrichten heute berichteten über die Erforschung von Nanofabriken, die Medikamente an Tumorstandorten produzieren könnten. Die Nano-Fabriken in dieser Studie könnten durch UV-Licht aktiviert werden, um proteinbasierte Medikamente direkt neben Tumoren zu produzieren. Krebs-basierte proteinbasierte Drogen existieren, aber sie sind durch die Tatsache begrenzt, dass der Körper sie zerbricht, bevor sie ihr Ziel erreichen können.

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