Wie lässt sich Krebs optimal behandeln?
Um Krebszellen zu zerstören, scheinen Kombinationstherapien ein hohes Potenzial zu haben. Jetzt wurden ein chemotherapeutischer und ein photodynamischer Ansatz kombiniert, was letztendlich zur Zerstörung von Tumorzellen führte.
Eine Kombination von Wirkstoffen kann Krebszellen effektiv abtöten, so das Ergebnis einer gemeinsamen Untersuchung von Forschenden des Max-Planck-Institut für Polymerforschung und der Dalian University of Technology in China. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ publiziert.
Wie funktionieren Krebsmedikamente?
Verschiedene Krebsmedikamente verwenden unterschiedliche Strategien. DNA-schädigende Mittel bewirken beispielsweise, dass die DNA gestört wird und der Tumor nicht wachsen kann. Photodynamische Wirkstoffe erzeugen dagegen bei der Bestrahlung mit Licht reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Diese ROS (häufig auch als Sauerstoffradikale bezeichnet) interferieren dann mit Organellen in der Zelle und treiben die Zellen in Richtung des programmierten Zelltods, der als Apoptose bezeichnet wird, erklären die Forschenden.
Resistenz von Krebs gegen Medikamente
Einige Krebsarten haben jedoch bereits eine Resistenz entwickelt. In solchen Fällen kann das Medikament dann nicht in die Zelle eindringen oder die Zellen reparieren schnell die beschädigten DNA-Stränge.
Kombiniertes Medikament in Nanokapsel
Um die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten zu erhöhen, kombinierten Forschende vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung und Forschende der Dalian University of Technology chemotherapeutische und photodynamische Wirkstoffe. Alle Wirkstoffe wurden in eine Nanokapsel eingeschlossen, aus der sie direkt an die Tumorzellen abgegeben wurden.
Die Nanokapseln wurden mit einer Proteinhülle verkapselt und eine Lichtbestrahlung löst dann eine Kaskade von Ereignissen aus, die letztendlich zur Zerstörung der Tumorzellen führen, erklärt die Forschungsgruppe in einer Pressemitteilung.
Aufbau der Nanokapseln
Dem Team zufolge war es eine besondere Herausforderung alle Reagenzien in einer Nanokapsel zusammenzusetzen. Das Chemotherapeutikum Cisplatin sei in Wasser schlecht löslich, während das Nanokapselprotein Ovalbumin sich in dem organischen Lösungsmittel nicht löst. Mit Hilfe einer Miniemulsionstechnik wurden schließlich alle Reagenzien in einem Lösungsmittelgemisch kombiniert und in eine Hülle aus Ovalbumin eingehüllt.
Vorteile der kombinierten Behandlung
Die Medikamente wurden an Tumorzelllinien getestet. Die Nanokapseln drangen in die Zellen ein, gaben ihre Ladung ab und entwickelten ROS, wenn sie mit rotem Licht bestrahlt wurden. Die Wirkstoffe töteten auch Zellen ab, welche normalerweise gegen Cisplatin resistent waren oder eine besonders niedrige Sauerstoffkonzentration aufwiesen.
Medikamente zeigten auch Wirkung bei Mäusen
Die kombinierten verkapselten Medikamente stoppten auch das Tumorwachstum in Versuchen mit lebenden Mäusen. Das Team konnte zeigen, dass sich die Reagenzien im Tumorgewebe ansammelten. Außerdem ließen sie die Tumore mit der Zeit schrumpfen, ohne gesundes Gewebe oder andere Organe zu beeinträchtigen.
Die Krebsmedikamente in den Nanokapseln wurden an den Tumor abgegeben und wirkten dort synergistisch. Behandlungen mit nur einem Wirkstoff oder einer Kombination von zwei Wirkstoffen waren viel weniger wirksam. Ähnliche synergistische Plattformen zur Medikamentenabgabe werden in künftigen Therapiesettings eine wichtige Rolle spielen, resümieren die Fachleute. (as)
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