Nanopartikel zur Krebstherapie

Forscher nutzen Nanopartikel zur Krebsbehandlung

06.04.2012

Derzeit werden verschiedene Ansätze zu Unterstützung der Krebstherapie durch Nanopartikel untersucht. Dabei nutzen Forscher die Nanopartikel, um Wirkstoffe direkt zu den Krebszellen zu transportieren und so die Effizienz der Behandlung zu steigern.

Die US-Wissenschaftler um Jeffrey Hrkach vom dem Biotechnologieunternehmen BIND Biosciences Inc. in Cambridge beschreiben in dem Fachmagazin „Science Translational Medicine“ die „Entwicklung und klinische Umsetzung von Polymernanoteilchen, die das chemotherapeutische Mittel Docetaxel zur Behandlung von Patienten mit soliden Tumoren“ enthalten. Docetaxel wird unter anderem zur Behandlung von Brustkrebs, Bronchialkarzinomen (Lungenkrebs), Prostatakarzinomen, Eierstockkrebs und Magenkarzinomen eingesetzt. Mit Hilfe der Nanopartikeln kann der Wirkstoff direkt zu den Krebszellen transportiert werden und so die Erfolgschancen der Behandlung deutlich steigern, berichten die US-Wissenschaftler.

Nanopartikel werden gezielt für die Krebsbehandlung konstruiert
Gemeinsam mit Forschern des Karmanos Krebsinstituts in Detroit, der Harvard Medical School in Boston, des Weill Cornell Medical College in New York und den Experten des Instituts für chemischen Maschinenbau am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge hat Jeffrey Hrkach die Optionen zum Einsatz von Nanopartikeln in der Krebstherapie untersucht. Ihre Forschungen richteten sich dabei auf die Verwendung von 50 Nanometer kleine Kapseln, mit denen die Krebsmedikamente direkt zu den Tumoren geleitet werden sollen. Die Nanopartikel werden gezielt für den Transport der Wirkstoffe zu den Zellen konstruiert, wobei sich neben der Größe unterschiedliche Faktoren wie die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Hülle, die Löslichkeit durch Fett und Wasser oder andere Transportparameter beeinflussen lassen. Die Konstruktion der winzigen Transportvehikel beruht auf High-Tech-Verfahren, die erst in den letzten Jahren entwickelt wurden. Die von Biotechnologieunternehmen wie BIND verarbeiteten Partikel sind unvorstellbar winzig (Nanometer = ein Millionstel Millimeter), bieten jedoch laut Aussage der US.Forscher vielversprechende Optionen zur Verbesserung der Krebstherapie.

Nanopartikel reduzieren das Risiko von Nebenwirkungen
Durch den Transport der Krebsmedikament mit Hilfe der Nanopartikel direkt zu den Tumoren könnte nicht nur die Effektivität der Wirkstoffe verbessert werden, sondern auch die schwerwiegenden Nebenwirkungen ließen sich zum Großteil vermeiden, erklärten die US-Wissenschaftler. Prinzipiell können die Nano-Transportvehikel unterschiedliche konstruiert werden, um sie ihren Aufgaben anzupassen. Die in den Versuchen von Jeffrey Hrkach und Kollegen getesteten Nanopartikel wurden „aus einer kombinatorischen Bibliothek von mehr als 100 unterschiedlichen Nanopartikel-Formulierungen“ in Bezug auf die Partikelgröße, Oberflächenbeschaffenheit, Bindungseigenschaften, enthaltenen Wirkstoff und dessen Freisetzung entwickelt. Ausgerichtet waren die Nanopartikel auf den Transport des Wirkstoffs Docetaxel zu den Krebszellen. Hierfür verliehen die Forscher den Nano-Vehikel eine Oberfläche mit der sie an bestimmte Proteine auf der Außenseite der Krebszellen andocken konnten. Die Docetaxel-Nanopartikel binden an ein „Prostata-spezifisches Membran-Antigen“ (PSMA), das bei „Prostatakrebszellen und den meisten soliden Tumoren“ vorhanden ist, schreiben Hrkach und Kollegen.

Krebstherapie mit Nanopartikeln erfolgreich getestet
Vergleichbare Verfahren wurden bereits in früheren klinischen Studie getestet und zeigten dort deutlich Erfolge, erklärten die US-Wissenschaftler. Die Docetaxel-Nanopartikel selbst wurden unter anderem an Ratten, Mäusen und Primaten (Makaken) mit Erfolg angewandt. So habe die Unterdrückung des Tumorwachstums bei Verwendung der Docetaxel-Nanopartikel deutlich länger angehalten, als bei der herkömmlichen Lösungsmittel-basierten Behandlung mit Docetaxel, berichten Jeffrey Hrkach und Kollegen in dem Artikel „Preclinical Development and Clinical Translation of a PSMA-Targeted Docetaxel Nanoparticle with a Differentiated Pharmacological Profile“ im Fachmagazin „Science Translational Medicine“. Die Wirksamkeit der Docetaxel-Nanopartikel sei deutlich höher, da deren Konzentration im Blutplasma nach 24 Stunden mindestens 100-fach über der Docetaxel-Konzentration bei der herkömmlichen Behandlung lag. Das Risiko von Nebenwirkungen war bei den Docetaxel-Nanopartikel indes wesentlich geringer, da diese ihre Wirkung ausschließlich direkt an den Krebszellen entfalteten, so Hrkach weiter.

Krebsmedikament wirkt durch Nanopartikel bereits in geringer Konzentration
Das neue Verfahren wurde laut Aussage der US-Wissenschaftler nun auch erstmals in einer klinischen Studien am Menschen getestet,wobei in der Phase I-Studie 17 bereits vielfach vorbehandelten Menschen mit Tumoren und Metastasen, auf Basis der Docetaxel-Nanopartikel therapiert wurden. Der Wirkstoff habe bei den Probanden schon in einer deutlich geringeren Konzentration gewirkt, da das Docetaxel direkt an den Tumoren konzentriert abgegeben wurde, berichten die US-Forscher. Bereits 20 Prozent der herkömmlichen Wirkstoffkonzentration hätten hier den gleichen Effekt gezeigt. Für die Forscher sind Nanopartikel ein vielversprechender neuer Ansatz der Krebstherapie, der in Zukunft wesentlicher Bestandteil der Behandlung von Tumoren werden könnte. (fp)

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