Wissen: Nanopartikel stecken in Zellen fest

Kohlenstoff-Nanoröhrchen können auf Lungenzellen wie Asbestfasern wirken, das ist Toxikologen schon länger klar. Bislang konnten sie sich aber nicht erklären, warum die Zellen versuchen, die Röhrchen in sich aufzunehmen, obwohl diese viel länger sind als der Zellkörper. Wegen dieses Missverhältnisses stecken die Nanoröhrchen in den Zellen fest. Das setzt Reaktionen in Gang, die im Extremfall Tumoren hervorrufen können.

Forscher der Brown-Universität in Providence (US-Staat Rhode Island) haben jetzt den Grund für dieses unvernünftig wirkende Verhalten gefunden: Die Zellen verwechseln die Nanoröhrchen mit kugelförmigen Nanopartikeln. Denn die Röhrchen haben einen Durchmesser von nur rund 50 bis 100 Nanometern (Millionstel Millimeter) und damit einen Kopf, der an ein Nanopartikel erinnert. Dies gelte zumindest für Röhrchen mit abgerundeten Enden, schreiben Xinghua Shi und Kollegen in „Nature Nanotechnology“.

Ein Nanoröhrchen, das zunächst schräg auf die Zellwand trifft, beult diese ein, erläutert das Team. Diese Spannung wird abgebaut, indem die Röhrchen sich senkrecht aufrichten. Da sie nun mit ihrer partikelähnlichen Spitze auf der Zellwand stehen, leitet die Zelle den Mechanismus für das Verschlucken des vermeintlichen Teilchens ein, den es wegen der Länge des Röhrchens aber nicht beenden kann. Die Forscher glauben, dass die Aufnahme von Kohlenstoff-Nanoröhrchen in Lungenzellen zu verhindern sei, wenn sie mit abgeschnittenen Enden hergestellt würden, also offen wären wie ein Rohr. crm