Neue arzneimittelgefüllte Nanokapseln können Krebs wirksamer bekämpfen

Forscher haben einen Weg gefunden, widerstandsfähigere arzneimittelbeladene Nanopartikel herzustellen, die es ihnen ermöglichen, krankes Gewebe oder Krebszellen effektiver zu bekämpfen. Die Ergebnisse könnten die Nanomedizin und ihre Anwendungen zur Behandlung von Krebs verändern.

Arzneimittelgefüllte Nanopartikel (hier abgebildet) werden in Kürze zur Behandlung von Krebs eingesetzt.

Das Gebiet der Nanotechnologie ist bei der Behandlung von Krebs vielversprechend.

Bei einem kürzlich durchgeführten Durchbruch verwendeten die Forscher beispielsweise Nanopartikel, um zuvor nicht nachweisbare Mikrotumoren zu erkennen, während eine andere Studie Nanopartikel aus Teeblättern verwendete, um Lungenkrebszellen zu zerstören.

Nanopartikel werden häufig verwendet, um Medikamente zu transportieren und direkt an krankes Gewebe abzugeben. Diese sogenannten Nanoträger wurden kürzlich eingesetzt, um eine besonders aggressive Form von Endometriumkarzinom erfolgreich zu zerstören und ein Medikament zu liefern, das Krebsstammzellen genetisch „entwaffnet“.

Diese mit Arzneimitteln gefüllten Nanokapseln haben etwa ein Tausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares und sind normalerweise mit Antikörpern bedeckt, die Tumorzellen suchen und an diese binden sollen.

Ein Hauptvorteil dieser Nanoträger besteht darin, dass sie konzentrierte Arzneimittel präzise abgeben, ohne den Rest des Körpers zu beeinträchtigen und seine möglichen Nebenwirkungen zu zerstreuen.

Jetzt haben Forscher des Universitätsklinikums Mainz und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung - beide in Mainz - eine innovative und effektivere Methode entwickelt, um die Antikörper an die Nanoträger zu binden.

Prof. Volker Mailänder vom Medizinischen Zentrum der Universität Mainz betreute die Forschung zusammen mit Prof. Katharina Landfester vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Nanotechnologie.

Neue Methode doppelt so effektiv wie ältere

„Die Standardmethode zur Bindung von Antikörpern mithilfe komplexer chemischer Prozesse kann Antikörper abbauen oder sogar zerstören, oder der Nanoträger im Blut kann schnell mit Proteinen bedeckt werden“, erklärt Prof. Landfester.

Die neue Methode verwendet jedoch voradsorbierte Antikörper, um die Oberfläche der Nanokapseln zu bedecken. Dies schützt die Antikörper und hält sie im Abgabeprozess funktionsfähig, wodurch die Nanokapsel stabilisiert und die Arzneimittel effizienter abgegeben werden können.

Der physikalische Adsorptionsprozess "tritt auf, wenn sich ein Gas oder ein flüssiger gelöster Stoff auf der Oberfläche eines Feststoffs oder einer Flüssigkeit (Adsorbens) ansammelt und einen Film aus Molekülen oder Atomen (das Adsorbat) bildet."

Das Team erzielte diesen Effekt durch die Kombination von Antikörpern und Nanoträgern in einer sauren Lösung, was nach Ansicht der Forscher besser ist als die Bindung der beiden in einer ph-neutralen Lösung.

Die Forscher stellen fest, dass ihre neue Methode doppelt so effektiv ist wie die herkömmliche chemische Bindung.

"Wir schließen daraus", schreiben die Autoren, "dass die Voradsorption möglicherweise eine vielseitige, effiziente und schnelle Methode ist, um Zielmoleküle an die Oberfläche von Nanoträgern zu binden."

Das folgende Video gibt eine visuelle Darstellung der Ergebnisse:

„Bisher mussten wir immer ausgefeilte chemische Methoden anwenden, um diese Antikörper an Nanokapseln zu binden. […] Wir konnten jetzt zeigen, dass Sie lediglich Antikörper und Nanokapseln in einer angesäuerten Lösung miteinander kombinieren müssen.“

Prof. Volker Mailänder

Die Forscher sind zuversichtlich, dass die neue Methode die auf Nanotechnologie basierenden Therapien insgesamt verbessern wird, sodass Nanokapseln auf erkranktes Gewebe abzielen und gleichzeitig gesundes Gewebe erhalten können.

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