Krebsforschung: Proteine transportieren Wirkstoffe zum Krebs-Tumor

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Neuheit in der gezielten Krebsbehandlung

Die klassische Chemotherapie stellt bei vielen Krebserkrankungen die einzige Behandlungsmethode dar. Das Problem bei der Therapie ist jedoch, dass der gesamte Körper in Mitleidenschaft gezogen wird. Ein deutsches Forschungsteam will die drastischen Nebenwirkungen dieser Krebsbehandlung nun erheblich verringern, indem sie Proteine und Antikörper in stabile Wirkstofftransporter umwandeln, die das Medikament direkt zur Tumorzelle befördert, ohne andere Zellen auf zu beschädigen.


Forschende des Leibniz-Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie (FMP) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) erreichten einen neuen Meilenstein in der gezielten Krebsbehandlung. Das Team entwickelte eine neuartige Technologie, die es ermöglicht, natürliche Proteine und Antikörper mit medizinischen Wirkstoffen oder Fluoreszenzmitteln zu beladen. Diese Transporter sollen die Ladung dann direkt zu den Tumorzellen bringen und sie entweder abtöten oder markieren. Die Forschungsergebnisse wurden in dem Fachjournal „Angewandte Chemie“ präsentiert.

Krebszellen reagieren auf bestimmte toxische Substanzen besonders empfindlich. Neuartige Phosphor-Verbindungen sollen nun solche Substanzen direkt zur Krebszelle befördern und diese abtöten. (Bild: peterschreiber.media/fotolia.com)

Chemotherapie: Schmerzhafte Heilung

Bei der klassischen Behandlung von Krebs mit einer Chemotherapie werden giftige Substanzen in den Körper eingeleitet. Sich schnell teilende Krebszellen reagieren besonders empfindlich auf diese toxischen Stoffe und sterben schneller ab, als das gesunde Gewebe. Dennoch bleibt eine solche Therapie nicht ohne Schäden für gesunde Zellen, weshalb erhebliche Nebenwirkungen hervorgerufen werden. Darüber hinaus ist eine Chemotherapie auch nicht für jede Krebserkrankung geeignet, da in manchen Fällen die benötigte toxische Konzentration zu hoch wäre, um sie erkrankten Menschen zuzumuten.

Gezielte Krebsbehandlung soll Chemotherapie ersetzen

Aus diesem Grund forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Möglichkeiten, Wirkstoffe im Körper zielgerichtet an den Einsatzort zu transportieren. Derzeit existieren bereits fünf sogenannte Antibody-Drug-Conjugates (ADCs) auf dem Markt. Bei dieser Methode werden Antikörper mit Wirkstoffen verknüpft, die Krebszellen aufspüren können und den Wirkstoff dann gezielt einsetzen. Das Problem ist jedoch, dass die verfügbaren ADCs ihre Ladung oft schon vorher verlieren und in der Blutbahn freisetzen.

Geringere Dosis und verringerte Nebenwirkungen

Den Wunsch nach stabileren Wirkstofftransportern zur Krebsbehandlung konnte das Forschungsteam um Professor Christian Hackenberger und Professor Heinrich Leonhardt nun erfüllen. Dies ebnet den Weg für Krebstherapien mit geringeren Dosen und Nebenwirkungen. „Wir haben eine neuartige Technologie entwickelt, die es ermöglicht, natürliche Proteine und Antikörper mit komplexen Molekülen wie Fluoreszenzfarbstoffen oder medizinischen Wirkstoffen zu verknüpfen, und das einfacher und stabiler als je zuvor“, erläutert Marc-André Kasper aus dem Forschungsteam.

Phosphor-Moleküle als stabile Arzneitransporter

Die Forschenden fanden heraus, dass sich ungesättigte Phosphor-(V)-Verbindungen (Phosphonamidate) hervorragend für diese Aufgabe eignen. Diese Phosphonamidate sind in der Lage, über die seltene Aminosäure Cystein Wirkstoffe oder andere gewünschte Substanzen zu binden. Da Cystein nur selten im Körper vorkommt, kann das Protein laut der Studie sehr gut kontrolliert werden. Zudem ließen sich die Wirkstoffe sehr einfach in die Moleküle einbauen. „Die größte Errungenschaft der neuen Methode ist allerdings, dass die so entstandene Bindung auch während der Zirkulation im Blut stabil ist“, unterstreicht Kasper. Dies könnten die heute verfügbaren ADCs nicht leisten.

Erste Tests zeigten erstaunliche Ergebnisse

Das Forschungsteam verglich die neuen Phosphor-Transporter mit dem bereits zugelassenen ADC Adcetris®. Im Blutserum konnten die Forschenden dokumentieren, wie die neuen Phosphor-Verbindungen über Tage hinweg die Wirkstoffe besser halten konnten. Bei Versuchen an Mäusen mit Hodgkin-Lymphomen erwiesen sich die Phosphonamidat-verknüpften Wirkstofftransporter ebenfalls als wirksamer. „Die Technologie hat somit großes Potenzial, gängige Methoden zu ersetzen, um zukünftig wirksamere und sichere ADCs zu entwickeln“, resümiert Gruppenleiter Christian Hackenberger. Im nächsten Schritt sollen die neuen Wirkstoff-Transporter an Menschen getestet werden. (vb)

Autor:
Diplom-Redakteur (FH) Volker Blasek
Quellen:
  • Leibniz-Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie Bringing cancer medication safely to its destination (Abruf: 08.08.2019), leibniz-fmp.de
  • Kasper, Marc‐André / Glanz, Maria / Stengl, Andreas / u.a.: Cysteine‐Selective Phosphonamidate Electrophiles for Modular Protein Bioconjugations, Angewandte Chemie, 2019, onlinelibrary.wiley.com
  • Kasper, Marc‐André / Stengl, Andreas / Ochtrop, Philipp / u.a.: Ethynylphosphonamidates for the Rapid and Cysteine‐Selective Generation of Efficacious Antibody–Drug Conjugates, Angewandte Chemie, 2019, onlinelibrary.wiley.com