Eine neue Waffe gegen den Tumor bei Lungenkrebs: Nanopartikel

Eine kürzlich in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlichte Studie zeigte, wie Nanopartikel im Kampf gegen Lungenkrebs eingesetzt werden können.

Nanotechnologie ist die Kontrolle von Materie auf atomarer und molekularer Ebene und ein neuer Wissenschaftszweig. Nanotechnologie, wird auch als „Kontrolle von Materie, bei der mindestens eine Abmessung zwischen 1 Nanometer und 100 Nanometern liegt“, definiert.

Seit einiger Zeit leistet Nanotechnologie wichtige Beiträge zur klinischen Medizin, besonders zur Onkologie. Nanomaterialien besitzen verschiedene Eigenschaften, die ideal für onkologische Anwendungen sind. Insbesondere ihre „bevorzugte Anreicherung in Tumoren und geringe Verteilung in normalem Gewebe“ verschafft ihnen Vorteile gegenüber anderen kleinen Molekülen.

In der Medizin können Nanotechnologie und Nanopartikel (NP) an biologische Moleküle mit einer Art Adressetikett gebunden werden, die sich zielgerichtet bewegen. So können sie zu bestimmten Körperregionen oder sogar zu bestimmten Organellen innerhalb der Zellen gelenkt werden.

Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Lungenkrebs weltweit die führende Ursache krebsbedingter Todesfälle. Allein im Jahr 2012 starben 1.59 Millionen Menschen an dieser Erkrankung.

Beginnt Krebs in der Lunge, wird er in zwei Gruppen eingeteilt: kleinzelliger und nichtkleinzelliger Lungenkrebs.

Bei der Behandlung von Lungenkrebs sind die wichtigsten 2 Fragen, wie groß der Krebs ist und ob er sich ausgebreitet hat. Derzeitige Behandlungsmöglichkeiten sind Operation, Chemotherapie, Strahlentherapie oder deren kombinierter Einsatz.

Die Chemotherapie ist der Hauptbestandteil der Behandlung von kleinzelligem Lungenkrebs und wird häufig auch bei nichtkleinzelligem Lungenkrebs eingesetzt.

Eine kürzlich in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlichte Studie zeigte, wie Nanopartikel im Kampf gegen Lungenkrebs eingesetzt werden können. In dieser Studie wurde erreicht, dass die Nanopartikel ihre mitgeführten Arzneimittel ausschließlich im Tumorbereich freisetzten. Dadurch wurden tumorfreie Bereiche dem Medikament nicht ausgesetzt. Wie gelang dies den Nanotransportern?

Nanopartikel verlieren ihre Hülle nur im Tumor, weil dort eine hohe Konzentration des als Protease bezeichneten Enzyms vorliegt, das den Verlust ihrer Hülle und damit die Arzneimittelfreisetzung auslöst.

Proteasen sind eine Enzymgruppe, die für den Abbau von Proteinen verantwortlich ist. Sie kommen sowohl in normalem als auch in Krebsgewebe vor, sind jedoch bekanntermaßen im Krebsgewebe stärker konzentriert. Das Forschungsteam versah die Nanopartikel mit einer Hülle, die vor einer niedrigen Proteasekonzentration schützt, wie sie in normalem Gewebe vorkommt.

Sobald die Nanopartikel in den Tumorbereich gelangten, verloren sie aufgrund der hohen Proteasekonzentration ihre schützende Hülle. Das mitgeführte Medikament wurde dadurch nur im Tumorgewebe freigesetzt. Diese Eigenschaft macht Nanopartikel zu idealen Arzneimittelträgern.

In dieser Studie wurde das Chemotherapeutikum Cisplatin eingesetzt, das häufig bei Lungenkrebs und einigen anderen Krebsarten verwendet wird, bekanntermaßen aber auch gesundes Gewebe beeinträchtigt. Die Wissenschaftler konnten Cisplatin mithilfe der Nanotransporter ausschließlich in den Tumor bringen.

Mit dieser Methode war die Arzneimittelwirkung im Tumorgewebe 10-25 Mal höher als bei alleiniger Anwendung der Medikamente.

Mit dieser von der Nanotechnologie ermöglichten Methode könnten Krebsmedikamente zusätzlich zu den genannten Vorteilen bereits in wesentlich geringeren Dosen wirken. Dadurch würden auch unerwünschte Nebenwirkungen abnehmen. Zusammenfassend haben Nanotechnologie und Nanotransporter der Krebsbehandlung, insbesondere dem Konzept der zielgerichteten Therapie, neue Impulse gegeben. Wir werden die weiteren Entwicklungen auf diesem Gebiet aufmerksam verfolgen und mit Ihnen teilen.