Gesundheit : Zielsichere Nanoroboter

Koreanische Chemiker finden einfaches Prinzip

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Maßgeschneiderte Therapie ist ein Traum für Mediziner und Patienten. Dazu wäre es hilfreich, pharmakologische Wirkstoffe zielgenau an den Ort des Geschehens bringen zu können. Als ideales Transportmittel könnten winzige Hohlkugeln dienen, am besten im Nanomaßstab. Diese nur millionstel Millimeter großen Gefäße sind jedoch derzeit nur aufwendig herzustellen. Koreanische Forscher um Kimoon Kim haben nun ein einfaches Verfahren für derartige Nanokapseln entwickelt.

Wie der Chemiker von der Pohang Universität für Naturwissenschaft und Technologie jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie schreibt, ist die Methode universell einsetzbar. Als Bausteine benutzte Kim spezielle Moleküle, die sich leicht mit anderen Bausteinen vernetzen lassen. Zudem sind sie in der Lage, bestimmte Biomoleküle fest an sich zu binden. Diese Moleküle können sich nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an passende Zellen anlagern. Die von Kim produzierten Nanokugeln docken beispielsweise an Tumorzellen an, um dort die Wirkstoffe einsetzen zu können.

Zur Herstellung der hohlen Winzlinge wählten die Chemiker um Kim scheibenförmige Moleküle der Sorte „Curcurbitile“ aus. Diese Moleküle haben einen Hohlraum in der Mitte. Da ihre Form an einen ausgehöhlten Kürbis erinnert, wurde diese Substanzklasse nach der Pflanzengattung der Kurbisgewächse, der Cucurbitaceae, benannt.

Werden die Minikürbisse vernetzt, entsteht eine Hohlkugel mit vielen winzigen Hohlräumen auf ihrer Oberfläche. Diese Höhlen lassen sich mit Biomolekülen füllen. Die koreanischen Forscher kuppelten nun Spermin, ein stickstoffhaltiges Molekül mit dem Vitamin Folsäure. Diese Verbindung wurde in die Kapsel-Taschen gefüllt. Dabei gelangte die Folsäure an die Oberfläche der Kapseln.

Diese Konstellation ist für Krebsbehandlung sinnvoll, da viele Tumore eine deutlich erhöhte Zahl an Andockstellen für Folsäure an der Oberfläche ihrer Zellen tragen. Die Folsäure der Kapseln dockt also an die Tumorzellen an und gelangt in das Innere der Zelle. Hier könnte nun der Kapselinhalt, etwa ein Antitumorwirkstoff oder ein Kontrastmittel, freigesetzt werden. Dieser Wirkstoff wirkt nur auf den Tumor ein oder markiert ihn für die Diagnose mit einem bildgebenden Verfahren. pja

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