Nano-Trojanische Pferde

Ein Danaergeschenk ist bekanntlich eine Gabe, die sich für den Empfänger als unheilvoll erweist. Man denke an den Apfel für Schneewittchen oder aber - und das ist namensgebend - an das wohl bekannteste Präsent der Antike, das die Griechen den Trojanern vor die Stadttore stellten: Das Trojanische Pferd! Mit dieser List konnten die Griechen den schon so lange anhaltenden Kampf gegen die Trojaner gewinnen. Diese nahmen das riesige Holzpferd an, ohne sich etwas dabei zu denken. Doch wie sie es erst einmal in ihre Stadt gezogen hatten, sollten sie ihr blaues Wunder erleben; denn das Pferd erwachte plötzlich zum Leben. Die griechischen Soldaten, die sich darin versteckt hielten, kletterten heraus und machten Troja dem Erdboden gleich. Und das gleiche funktioniert nicht nur bei Griechen, Pferden und Troja, sondern auch bei Physikern, Nanopartikeln und Krebszellen. Nur dass der Schauplatz nicht antik ist, sondern sich direkt in der Gegenwart der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) befindet. Hier wird anwendungsorientierte Forschung betrieben, die es erleichtern soll, Nanopartikel in Krebszellen einzuschleusen. Denn diese können aufgrund ihrer Größe problemlos in die Zellen eindringen. Die Partikel werden dann erhitzt und können so gezielt das kranke Gewebe zerstören, wobei das gesunde erhalten bleibt. Somit wären also die Risiken und Folgeschäden im Vergleich zu vielen anderen Krebstherapien nicht so groß. Auf diese Weise wäre es zwar ein Danaergeschenk für die Krebszelle, aber eine überaus positive Errungenschaft für den Patienten. (mse)

"Kleine Killer" - Nanopartikel in der Krebstherapie

Bereits seit 20 Jahren wird in der Krebsforschung an einem neuartigen Ansatz gearbeitet: der Nanotherapie. Nanopartikel sind winzige Teilchen, die bei einer Größenordnung von 10-9 liegen; das entspricht einem Milliardstel Meter. Das macht sie so prädestiniert dafür, auch in kleinste Kapillargefäße vorzudringen. Im Falle dieser Krebstherapie werden Nanopartikel aus Eisenoxid (Magnetit) in das Karzinom injiziert. Somit wird nur der Tumor gezielt angegangen und nicht - wie bei der Chemotherapie - der gesamte Körper belastet. Die Partikel - z. B. Magnetosome - bestehen dabei aus einer Lipid-Membran und einem Magnetit-Kern. Da dieses Material magnetische Eigenschaften aufweist, wird ein Wechselmagnetfeld angelegt, um es zu magnetisieren. Zu Beginn liegen sowohl die Feldstärke als auch die Magnetisierung selbst bei Null. Erhöht man das Magnetfeld, so steigt auch die magnetische Flussdichte, bis sie ein Maximum erreicht. Geht das Magnetfeld wieder gen Null, so bleibt bei der Flussdichte dennoch eine Restmagnetisierung (Remanenz). Zur vollständigen Entmagnetisierung muss ein entgegengesetztes Feld angelegt werden, damit der Prozess in gegenläufiger Richtung stattfinden kann. Dies bezeichnet man mit Hysterese. Und genau dieser Ummagnetisierungsprozess führt zu einer Erwärmung der Teilchen. Dabei bewegen sich nicht die einzelnen Teilchen, sondern in ihnen kommt es zu Bewegungen. Der Wärmegrad kann exakt reguliert werden. Das Ziel hierbei ist, die Krebszellen entweder für eine anschließende Chemotherapie zu sensibilisieren oder sie gar irreversibel zu schädigen. Damit ist die Nanotherapie eine lokale Tiefen-Thermotherapie. Im Gegensatz zu anderen Hyperthermieverfahren hat sie den Vorteil, dass gesundes Gewebe nicht so stark geschädigt wird und dass unversehrte Organe nicht durch übermäßige Wärmezufuhr zerstört werden, so wie es bei anderen Wärmebehandlungen häufig der Fall ist. Für diesen Therapieansatz müssen jedoch alle Nanopartikel dieselbe Größe haben, damit nicht nur einige wenige bei gleicher Frequenz auch auf das Magnetfeld reagieren und gleichmäßig aufgeheizt werden können. Daher arbeitet die Physikalisch-Technische Bundeanstalt (PTB) in Braunschweig und Berlin zusammen mit der Technischen Universität Braunschweig und zwei weiteren Industriefirmen an der Eigenschaftserforschung von Nanopartikeln. In Braunschweig werden die Nanoteilchen mit dem Magnetkraftmikroskop der PTB untersucht. Man arbeitet daran, die Nanopartikel auf eine einheitliche Größe zu bringen, damit sie in der Medizin effizienter genutzt werden können. Wichtig für die Anwendung ist die Feststellung, ob die Teilchen im Blut verklumpen oder vereinzelt bleiben. Nur wenn sie vereinzelt bleiben, können Sie bei dem entsprechenden Patienten eingesetzt werden. (mse)