Transportmittel für die „Licht-Killer“: NUST MISiS und die MoskauerTechnologische Universität (MIREA) schaffen gemeinsam eineinzigartiges Tandem aus organischen Molekülen und Nanopartikeln zurKrebsbekämpfung

Moskau (ots/PRNewswire) – Einem Team von Materialwissenschaftlern vom
NUST MISiS gelang es in Zusammenarbeit mit Chemikern der MIREA, ein
Photosensibilisatormolekül (ein Konverter, der die Energie von in
lebendem Gewebe vorhandenen Lichtquanten in Sauerstoff übertragen und
damit in eine aktive Form und hochaktive Radikale mit zytotoxischer
Wirkung umwandeln kann) mit einem magnetischen Nanopartikel zu
kombinieren, um ein innovatives therapeutisches System zur
Krebsbekämpfung zu schaffen. Der Nanopartikel ist sozusagen eine
kontrollierte „Lokomotive“, die die Wissenschaftler inzwischen direkt
in den Tumor lenken und über MRT verfolgen können. Als therapeutische
Komponente ist das photosensible Molekül in der Lage, Krebszellen
effektiv abzutöten. Die Studienergebnisse wurden bereits in vivo
getestet und in der internationalen wissenschaftlichen
Fachzeitschrift Journal of Colloid and Interface Science
veröffentlicht.

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„Die photodynamische Therapie ist eine Krebsbehandlungsmethode, die
eine Kombination aus speziellen Photosensibilisatoren und Licht mit
einer bestimmten Wellenlänge nutzt. Die Photosensibilisatoren sammeln
sich in der Regel im Tumor an, und wenn sie Licht mit bestimmten
Wellenlängen ausgesetzt werden, produzieren sie eine spezielle Form
von Sauerstoff, die Krebszellen zerstört. Die photodynamische
Therapie tötet nicht nur die Krebszellen ab, sondern hat noch zwei
weitere krebsbekämpfende Wirkungen. Erstens: Photosensibilisatoren
können die Blutgefäße im Tumor beschädigen und damit den
Nährstofffluss zum Tumor unterbrechen. Zweitens: Sie können das
Immunsystem aktivieren und dazu bringen, die Krebszellen
anzugreifen“, sagt Michail Grin, Mitautor des Projekts, Doktor der
Chemischen Wissenschaften und Leiter der Abteilung für Chemie und
Technologie biologisch aktiver Verbindungen an der Moskauer
Technologischen Universität MIREA.

Diese vielversprechende Methode hat jedoch natürliche Grenzen, da
sich die Verwendung einer Lichtquelle ebenfalls auf das innere Organ
auswirkt und zu einer unkontrollierbaren Ansammlung von
Photosensibilisatoren im Gewebe führt. Zuerst wird ein
Photosensibilisator in den Körper des Patienten eingebracht
(intravenös oder in eine Körperhöhle). Der Wirkstoff wird von Zellen
im gesamten Körper aufgenommen. Dabei sammelt sich der
Photosensibilisator in größeren Mengen in Krebszellen an als in
gesunden Zellen und verbleibt auch länger in den Krebszellen.

Daraufhin bestrahlen die Ärzte den mit den „Licht-Killern“ (d. h. den
Photosensibilisatoren) „gesättigten“ Tumor über Glasfasern.
Normalerweise werden Laserinstallationen als Lichtquelle für die
photodynamische Therapie genutzt. Das Laserlicht sollte über die
Glasfaserkabel direkt in den Tumor im Körper gestrahlt werden. Das
Glasfaserkabel kann über ein Endoskop in den Magen oder andere
natürliche Körperöffnungen eingeführt werden.

Der Wirkstoff verteilt sich nach der Einbringung zusammen mit einem
Photosensibilisator im Körper. Die Ärzte wissen jedoch nicht mit
Sicherheit, wann seine Konzentration in einem bestimmte Bereich oder
Organ den gewünschten Spitzenwert erreicht, sodass sie sofort mit dem
chirurgischen Eingriff beginnen können. Vom logistischen Standpunkt
aus kann der Patient nicht mehrere Stunden lang unter dem Licht und
dem Skalpell des Chirurgen bleiben, während alle auf den Zeitpunkt
der optimalen Lichtbestrahlung warten. Daher wird die photodynamische
Therapie bisher in erster Linie zur Behandlung von Hautkrebs
eingesetzt. Das NUST MISiS-Forschungsteam hat dieses Problem nun mit
einem innovativen Wirkstoff gelöst, der Bakteriochlorinmoleküle und
magnetische Nanopartikel enthält.

„Es ist uns gelungen, den Photosensibilisator Bakteriochlorin mit
magnetischen Nanopartikeln zu kombinieren, die gleichzeitig als
Transportmittel für den Wirkstoff und als Kontrastmittel dienen. „Wir
haben ein neues Mittel gefunden, mit dem wir mithilfe von MRT die
Ansammlung von Molekülen im betroffenen Organ wirksam überwachen
können, um die gewünschte Konzentration festzustellen und die
Operationszeit so kurz wie möglich zu halten. Im Allgemeinen ist
dieser Ansatz vielversprechend für die Feineinstellung
therapeutischer Komplexe und erweitert daher die
Anwendungsmöglichkeiten für die photodynamische Therapie erheblich“,
sagt Maxim Abakumow, Mitautor des Projekts und Leiter des Labors für
biomedizinische Nanomaterialien des NUST MISiS.

Das Forschungsteam hat die neue Methode bereits in vivo getestet und
gute Zwischenergebnisse erzielt: Die auf magnetischen Nanopartikeln
fixierten „Licht-Killer“ wurden erfolgreich in Krebszellen
eingebracht und töteten mithilfe von Licht Krebszellen in Labormäusen
ab.

Dina Moiseeva
moiseeva@edu.misis.ru
+7-903-363-0573

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