Einem Team von Materialwissenschaftlern vom NUST MISiS gelang es
in Zusammenarbeit mit Chemikern der MIREA, ein
Photosensibilisatormolekül (ein Konverter, der die Energie von in
lebendem Gewebe vorhandenen Lichtquanten in Sauerstoff übertragen und
damit in eine aktive Form und hochaktive Radikale mit zytotoxischer
Wirkung umwandeln kann) mit einem magnetischen Nanopartikel zu
kombinieren, um ein innovatives therapeutisches System zur
Krebsbekämpfung zu schaffen. Der Nanopartikel ist sozusagen eine
kontrollierte „Lokomotive“, die die Wissenschaftler inzwischen
direkt in den Tumor lenken und über MRT verfolgen können. Als
therapeutische Komponente ist das photosensible Molekül in der Lage,
Krebszellen effektiv abzutöten. Die Studienergebnisse wurden bereits
in vivo getestet und in der internationalen wissenschaftlichen
Fachzeitschrift Journal of Colloid and Interface Science (https://www
.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979718312852?via%3Dihub)
veröffentlicht.

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„Die photodynamische Therapie ist eine Krebsbehandlungsmethode,
die eine Kombination aus speziellen Photosensibilisatoren und Licht
mit einer bestimmten Wellenlänge nutzt. Die Photosensibilisatoren
sammeln sich in der Regel im Tumor an, und wenn sie Licht mit
bestimmten Wellenlängen ausgesetzt werden, produzieren sie eine
spezielle Form von Sauerstoff, die Krebszellen zerstört. Die
photodynamische Therapie tötet nicht nur die Krebszellen ab, sondern
hat noch zwei weitere krebsbekämpfende Wirkungen. Erstens:
Photosensibilisatoren können die Blutgefäße im Tumor beschädigen und
damit den Nährstofffluss zum Tumor unterbrechen. Zweitens: Sie können
das Immunsystem aktivieren und dazu bringen, die Krebszellen
anzugreifen“, sagt Michail Grin, Mitautor des Projekts, Doktor der
Chemischen Wissenschaften und Leiter der Abteilung für Chemie und
Technologie biologisch aktiver Verbindungen an der Moskauer
Technologischen Universität MIREA.

Diese vielversprechende Methode hat jedoch natürliche Grenzen, da
sich die Verwendung einer Lichtquelle ebenfalls auf das innere Organ
auswirkt und zu einer unkontrollierbaren Ansammlung von
Photosensibilisatoren im Gewebe führt. Zuerst wird ein
Photosensibilisator in den Körper des Patienten eingebracht
(intravenös oder in eine Körperhöhle). Der Wirkstoff wird von Zellen
im gesamten Körper aufgenommen. Dabei sammelt sich der
Photosensibilisator in größeren Mengen in Krebszellen an als in
gesunden Zellen und verbleibt auch länger in den Krebszellen.

Daraufhin bestrahlen die Ärzte den mit den „Licht-Killern“ (d. h.
den Photosensibilisatoren) „gesättigten“ Tumor über Glasfasern.
Normalerweise werden Laserinstallationen als Lichtquelle für die
photodynamische Therapie genutzt. Das Laserlicht sollte über die
Glasfaserkabel direkt in den Tumor im Körper gestrahlt werden. Das
Glasfaserkabel kann über ein Endoskop in den Magen oder andere
natürliche Körperöffnungen eingeführt werden.

Der Wirkstoff verteilt sich nach der Einbringung zusammen mit
einem Photosensibilisator im Körper. Die Ärzte wissen jedoch nicht
mit Sicherheit, wann seine Konzentration in einem bestimmte Bereich
oder Organ den gewünschten Spitzenwert erreicht, sodass sie sofort
mit dem chirurgischen Eingriff beginnen können. Vom logistischen
Standpunkt aus kann der Patient nicht mehrere Stunden lang unter dem
Licht und dem Skalpell des Chirurgen bleiben, während alle auf den
Zeitpunkt der optimalen Lichtbestrahlung warten. Daher wird die
photodynamische Therapie bisher in erster Linie zur Behandlung von
Hautkrebs eingesetzt. Das NUST MISiS-Forschungsteam hat dieses
Problem nun mit einem innovativen Wirkstoff gelöst, der
Bakteriochlorinmoleküle und magnetische Nanopartikel enthält.

„Es ist uns gelungen, den Photosensibilisator Bakteriochlorin mit
magnetischen Nanopartikeln zu kombinieren, die gleichzeitig als
Transportmittel für den Wirkstoff und als Kontrastmittel dienen.
„Wir haben ein neues Mittel gefunden, mit dem wir mithilfe von MRT
die Ansammlung von Molekülen im betroffenen Organ wirksam überwachen
können, um die gewünschte Konzentration festzustellen und die
Operationszeit so kurz wie möglich zu halten. Im Allgemeinen ist
dieser Ansatz vielversprechend für die Feineinstellung
therapeutischer Komplexe und erweitert daher die
Anwendungsmöglichkeiten für die photodynamische Therapie erheblich“,
sagt Maxim Abakumow, Mitautor des Projekts und Leiter des Labors für
biomedizinische Nanomaterialien des NUST MISiS.

Das Forschungsteam hat die neue Methode bereits in vivo getestet
und gute Zwischenergebnisse erzielt: Die auf magnetischen
Nanopartikeln fixierten „Licht-Killer“ wurden erfolgreich in
Krebszellen eingebracht und töteten mithilfe von Licht Krebszellen in
Labormäusen ab.

Pressekontakt:
Dina Moiseeva
moiseeva@edu.misis.ru
+7-903-363-0573

Original-Content von: The National University of Science and Technology MISiS, übermittelt durch news aktuell

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