Neues Nanopartikelsystem entfesselt das Immunsystem gegen Metastasen

07 (Nanowerk-Neuigkeiten) Ein neuer Nanokomplex macht einen Tumor unschädlich – und trainiert obendrein das Immunsystem, Metastasen zu erkennen und zu beseitigen. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Johannes Karges von der Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität Bochum hat Nanopartikel entwickelt, die sich in Krebszellen ansammeln und diese nach Photoaktivierung eliminieren. Darüber hinaus markieren sie sie so, dass Immunzellen lernen, ähnliche Zellen im ganzen Körper zu eliminieren. Dadurch können auch unerkannte Metastasen behandelt werden. Die Forscher präsentierten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht („Theranostische Bildgebung und multimodale photodynamische Therapie und Immuntherapie unter Verwendung des mTOR-Signalwegs“). Die bösartige Natur von Krebserkrankungen bedeutet, dass sie sich im ganzen Körper ausbreiten: Zellen des Primärtumors wachsen in das umliegende Gewebe und wandern über den Blutkreislauf und das Lymphsystem zu entfernten Organen, wo sie sekundäre metastatische Tumoren bilden. „Während wir mittlerweile über wirksame Methoden zur Bekämpfung von Primärtumoren verfügen, sind Metastasen immer noch sehr schwierig zu behandeln“, erklärt Johannes Karges. „Neunzig Prozent der Menschen, die an Krebs sterben, sterben an Metastasen und Tumorrückbildung, nicht am Primärtumor.“ Zusammen mit einem internationalen Team hat er ein Medikament entwickelt, das in Nanopartikel verpackt ist und in den Blutkreislauf verabreicht wird. „Tumoren wachsen schnell und unkontrolliert, ihr Gewebe ist dadurch undicht“, beschreibt er. „Anders als in gesundem Gewebe reichern sich die Nanopartikel daher dort leicht an.“ Das bedeutet auch, dass sich die Partikel bevorzugt in Tumorzellen anreichern.

Schritt eins: Behandlung eines bekannten Tumors

Zum Zeitpunkt der Verabreichung ist das Medikament noch wirkungslos. Es entfaltet seine Wirkung nur, wenn es mit Licht aktiviert wird. Befinden sich in einem erkannten Tumor ausreichend Nanopartikel, können diese durch Bestrahlung mit Licht, beispielsweise bei einer Operation, aktiviert werden. Nach dieser Energiezufuhr sorgt die aktive Spezies dafür, dass der immunogene Zelltod eintritt: Die Tumorzellen, die die photoaktivierten Nanopartikel enthalten, werden eliminiert und der so behandelte Tumor verschwindet.

Schritt zwei: Immunzellen auf die Suche schicken

Doch damit nicht genug: Die Nanopartikel und ihre lichtinduzierte Wirkung verursachen massiven oxidativen Stress im endoplasmatischen Retikulum der Zellen des behandelten Tumors. „Dadurch wird das körpereigene Immunsystem alarmiert“, erklärt Johannes Karges. „Die Immunzellen erkennen, dass bei solchen Zellen etwas völlig schiefläuft und dass diese Zellen deshalb eliminiert werden müssen.“ Dies gilt nicht nur für die Zellen des lichtbehandelten Tumors selbst, sondern für alle gleichartigen Zellen im gesamten Körper. „Dementsprechend macht sich das Immunsystem auf die Suche nach weiteren Metastasen und macht diese unschädlich“, sagt Johannes Karges. Das Forschungsteam hat dieses Wirkprinzip in Experimenten an Krebszellen und in Tiermodellen nachgewiesen. Sie wandten es zur wirksamen Behandlung von Mäusen an, denen Zellen von metastasierten und unheilbaren menschlichen Tumoren implantiert worden waren. „Jetzt sind wir auf der Suche nach Industriepartnern, die uns bei vertiefenden Studien unterstützen“, sagt Johannes Karges. Er geht davon aus, dass noch mehrere Jahre Entwicklungsarbeit erforderlich sein werden, bis die Technologie in der klinischen Anwendung flächendeckend eingesetzt werden kann.

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• Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63597.php