Robert Klatt
Biologisch abbaubare Nanopartikel mit DNA-Molekülen können die Früherkennung von Lungenkrebs vereinfachen. Komplizierte und teure Technik ist dafür nicht nötig.
Cambridge (U.S.A.). Die moderne Medizin kann Lungenkrebs oft heilen, wenn dieser bereits in einem frühen Entwicklungsstadium diagnostiziert wird. Die Diagnose erfolgt aktuell mit der Computertomografie (CT), einer komplexen und teuren Technik. Menschen in Ländern mit einem schlechten Gesundheitssystem können die Diagnosemethode deshalb oft nicht nutzen. Überdies kommt es oft zu Fehldiagnosen, die in invasiven Folgeuntersuchungen resultieren. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) um Qian Zhong haben deshalb eine neue Diagnosemethode für Lungenkrebs entwickelt.
„Bei unserer Entwicklungsarbeit verfolgten wir deshalb das Ziel, eine Methode bereitzustellen, die Lungenkrebs mit hoher Spezifität und Empfindlichkeit erkennen kann und gleichzeitig die Schwelle für die Zugänglichkeit senkt.“
Laut der Publikation im Fachmagazin Science Advances haben die Forscher Nanopartikel entwickelt, die Menschen einatmen können. Die biologisch abbaubaren Nanosensoren bestehen aus Polymeren, die mit DNA-Molekülen verknüpft sind.
In der Lunge des Patienten werden die Nanosensoren vom Gewebe absorbiert. Wenn im Lungengewebe Tumorzellen existieren, erkennen die Sensoren dies an charakteristischen Enzyme, sogenannten Proteasen, die Eiweiße spalten. Des hilft dem Tumor dabei, sich im Körper auszubreiten.
Die Verbindungen zwischen den DNA-Molekülen und den Polymeren der Nanopartikel werden ebenfalls von den Proteasen der Tumorzellen zerschnitten. Dadurch gelangen die DNA-Moleküle in den Blutkreislauf und werden anschließend von den Nieren ausgefiltert und über den Urin abgesondert. Ein spezieller Urinteststreifen, der Bindungspartner für die DNA-Moleküle enthält, zeigt dann, ob der Patient Lungenkrebs hat oder nicht.
Um die neue Diagnosemethode zu prüfen, haben die Forscher Experimente mit genetisch modifizierten Mäusen, die menschenähnliche Lungentumore entwickeln, durchgeführt. Die Mäuse inhalierten die Nanosensoren sieben Wochen nach dem Beginn des Tumorwachstums. Dies entspricht einem frühen Krebsstadium beim Menschen. Eine Kombination aus vier der insgesamt 20 untersuchen Sensoren, die jeweils unterschiedliche Proteasen erkennen, erzielte dabei die besten Ergebnisse. Laut den Forscher konnten die Nanosensoren bei den Mäusen Lungentumore im Frühstadium zuverlässig erkennen.
In Anbetracht der guten Ergebnisse wollen die Forscher bald untersuchen, ob das Diagnosesystems sich bereits für den Einsatz beim Menschen eignet. Dazu wollen sie zunächst menschliche Gewebeproben nutzen und anschließend klinische Studien mit Patienten starten. Sollten diese Studien erfolgreich verlaufen, könnten die Nanosensoren die Früherkennung von Lungenkrebs verbessern und auch in medizinisch unterversorgten Regionen eingesetzt werden.
Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adj9591
