Robert Klatt
Ein neuer Nanoroboter kann Krebszellen gezielt abgreifen. In Experimenten hat die „Waffe“ das Tumorwachstum stark reduziert.
Stockholm (Schweden). Wissenschaftler des Karolinska-Instituts um Professor Björn Högberg haben Strukturen aus sechs Peptiden (Aminosäureketten) in einem hexagonalen Muster entwickelt, die Zellen töten können. Bisher konnten diese sogenannten Todesrezeptoren, die sich auf der Zelloberfläche organisieren, aber noch nicht in der Medizin verwendet werden, um gezielt Zellen zu töten, weil sie auch gesunde Zellen angreifen würden.
„Dieses hexagonale Nanomuster der Peptide wird zu einer tödlichen Waffe. Wenn man es als Medikament verabreichen würde, würde es wahllos beginnen, Zellen im Körper zu töten, was nicht gut wäre. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir die Waffe innerhalb einer aus DNA gebauten Nanostruktur versteckt.“
Die Forscher des Karolinska-Instituts haben deshalb einen Nanoroboter entwickelt, die die Todesrezeptoren nur in der unmittelbaren Nähe eines Tumors freisetzen, um die übrigen Körper zu schonen.
Laut der Publikation im Fachmagazin Nature Nanotechnology haben die Forscher für ihren Nanoroboter eine Technik verwendet, die als DNA-Origami bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um eine Methode, die DNA als Baumaterial für Nanostrukturen nutzt. Das Team um Högberg konnte so einen „Schalter“ bauen, mit dem die Nanoroboter ihren Wirkstoff nur unter den passenden Bedingungen freisetzen.
„Es ist uns gelungen, die Waffe so zu verstecken, dass sie nur in der Umgebung eines festen Tumors freigesetzt werden kann. Das bedeutet, dass wir eine Art Nanoroboter geschaffen haben, der gezielt Krebszellen angreifen und abtöten kann.“
Der Nanoroboter setzt seine Todesrezeptoren nur bei einem geringen pH-Wert frei, der beim Menschen in der Nähe von Krebszellen besteht. Analysen in Reagenzgläsern zeigen, dass die Peptide beim normalen pH-Wert von 7,4 in der Nanostruktur verbleiben und erst ab einem sauren Milieu mit einem pH-Wert von 6,5 oder niedriger ihre zelltötende Wirkung haben.
Um die Wirkung ihrer Nanoroboter zu testen, haben die Forscher Experimente mit Mäusen mit Brustkrebstumoren durchgeführt. Das Medikament hat bei den Tieren das Tumorwachstum stark reduziert (70 %). Laut Yang Wang muss das Mittel aber noch weiterentwickelt werden, bevor eine klinische Studie mit Menschen stattfinden kann.
„Wir müssen nun untersuchen, ob dies auch in fortgeschritteneren Krebsmodellen funktioniert, die der menschlichen Krankheit stärker ähneln. Außerdem müssen wir herausfinden, welche Nebenwirkungen die Methode hat, bevor sie am Menschen getestet werden kann.“
In Zukunft möchten die Forscher zudem untersuchen, ob die Nanoroboter noch gezielter im Körper agieren können, indem sie Peptide auf einer spezifischen Krebsart binden.
Nature Nanotechnology, doi: 10.1038/s41565-024-01676-4
