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Zielgerichtete Krebstherapie mit Nanorobotern?

Krebs-bekämpfende Nanobots werden zur Tumor-Jagd programmiert

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Die Wissenschaftler gingen in ihrer Behandlung wie folgt vor: Zunächst wurden durchschnittlich vier Thrombinmoleküle an ein flaches DNS-Gerüst angeheftet. Dann wurde das flache DNS-Blatt wie ein Blatt Papier zu einem Kreis gefaltet, um so letztlich ein hohles Rohr zu erhalten. Diese Nanokonstrukte wurden mit einer Infusion in eine Maus gespritzt, reisten dann durch die Blutbahn und suchten nach den Tumoren.

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Der Schlüssel zur Programmierung eines Nanoroboters, der nur eine Krebszelle angreift, war die Aufnahme einer DNS-Aptamer genannten Nutzlast. Der DNS-Aptamer ist in der Lage, ein spezifisches, Nukleolin genanntes Protein anzuvisieren. Dieses wird in hohen Mengen nur auf der Oberfläche von Tumor-Endothelzellen hergestellt - und ist nicht auf der Oberfläche gesunder Zellen zu finden.

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Nanoroboter funktioniert wie ein trojanisches Pferd

Der Nanoroboter funktioniert dann so ähnlich wie das mythologische trojanische Pferd: Einmal unerkannt am Tumor angelangt ist das Molekül so programmiert, dass es seine Thrombin-Ladung in den Tumor injiziert.

Wie die Wissenschaftler in ihrer Studie aufzeigen, gehen die Nanoroboter sicher und effizient beim Aufspüren und Schrumpfen der Tumore vor. Bei Tests in Mäusen und bei Bama-Miniaturschweinen verhielten sie sich immunologisch inert. Weder lösten sie Abwehrmechanismen im Körper aus, noch griffen sie gesundes Gewebe an. Vor allem gab es keine Hinweise darauf, dass sich die Nanoroboter ins Gehirn ausbreiten und dort unerwünschte Nebenwirkungen wie einen Schlaganfall verursachen könnten.

Beim Vorhandensein des Tumorgewebes blockierte die Behandlung dagegen dessen Blutversorgung. Innerhalb von 24 Stunden konnten die Forscher eine eine Schädigung des Tumorgewebes feststellen, ohne dass dies Auswirkungen auf das gesunde Gewebe hatte. Nach dem Angriff auf Tumore wurden die meisten Nanoroboter nach 24 Stunden aus dem Körper entfernt und abgebaut. Zwei Tage später gab es Hinweise auf eine fortgeschrittene Thrombose am Tumorgewebe, nach drei Tagen wurden Thromben in allen Tumorgefäßen beobachtet.

Im Melanom-Mausmodell zeigten drei von acht Mäusen, die die Nanoroboter-Therapie erhielten, letztendlich sogar eine vollständige Rückbildung der Tumore. Die mediane Überlebenszeit hat sich mehr als verdoppelt und reicht von 20,5 bis 45 Tagen.

Für Yan stellt diese einen wichtigen Meilenstein und „das Ende des Anfangs“ der Disziplin Nanomedizin dar. Er und seine Mitarbeiter suchen nun aktiv nach klinischen Partner, um diese Technologie weiterzuentwickeln.

Die erfolgreiche Demonstration der Technologie, die erste ihrer Art bei Säugetieren mit Brustkrebs-, Melanom-, Eierstock- und Lungenkrebs-Mausmodellen, wurde in der Zeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht.

Der Beitrag erschien zuerst auf dem Portal unserer Schwestermarke elektronikpraxis.de.

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