Winzige Diamanten könnten in Zukunft helfen, auch schwierig zu behandelnde Krebserkrankungen in den Griff zu bekommen: Werden Krebsmedikamente nämlich an Nanodiamanten als Transportvehikel gekoppelt, sind sie in der Lage, die Abwehrmechanismen resistenter Tumoren zu überlisten. Das hat jetzt ein US-Forscherteam bei Leber- und Brustkrebstumoren in Mäusen gezeigt. Das Prinzip dahinter: Der Komplex aus Diamant und Wirkstoff ist so groß, dass die Zelle ihn im Gegensatz zum reinen Wirkstoff nicht einfach wieder aus ihrem Inneren herausbefödern kann. Dadurch bleibt das Chemotherapeutikum länger vor Ort und kann seine tödliche Wirkung effektiver entfalten. Die hilfreichen Diamanten könnten künftig vor allem dort eingesetzt werden, wo Tumoren immer wieder auftreten oder wo Tumor und Metastasen nicht mehr auf herkömmliche Therapien reagieren, schreiben Edward Chow und seine Kollegen.
Bei vielen Resistenzen gegenüber Krebsmedikamenten schaffen es die Tumorzellen rechtzeitig, die tödlichen Chemotherapeutika wieder aus ihrem Inneren herauszubefördern, bevor diese ihre tödliche Wirkung entfalten können. In manchen Fällen besitzen die Tumorzellen diese Fähigkeit schon von Natur aus – etwa weil sie aus Leberzellen entstehen, die auf Entgiftungen spezialisiert sind. Manchmal bilden sich die Resistenzen aber auch, weil die Tumorzellen, die den ersten Medikamentenangriff überstehenden, ihre Zellprozesse umbauen. In diesen Fällen saugen dann beispielsweise Transportmoleküle in den Zellmembranen Chemotherapeutika wie Doxorubicin (Dox) wie ein Staubsauger aus dem Zellinneren heraus. Dadurch gelangt der Wirkstoff gar nicht erst in die Nähe der DNA, wo er sich eigentlich einnisten und dadurch die Verdoppelung des Erbguts bei der Zellteilung und damit das Tumorwachstum unterbinden soll.
Schon länger versuchen Wissenschaftler daher, die Resistenzen zu bekämpfen, indem sie die Staubsauger in den Zellwänden blockieren, beispielsweise durch einen Medikamentenangriff. Doch dieser hat häufig unerwünschte Nebenwirkungen. Chow und seine Kollegen gingen daher einen anderen Weg: Sie hefteten den Wirkstoff Dox auf die Oberfläche eines Nanodiamanten. Dieser Diamant hat einen Durchmesser von etwa acht Nanometern (Millionstel Millimetern), während das Vehikel mit Wirkstofflast 80 Nanometer im Querschnitt misst und damit für die Zellstaubsauger zu groß ist. Den so modifizierten Wirkstoff spritzten die Forscher dann Mäusen mit Leber- oder Brustkrebs.
Im Vergleich mit dem reinen Wirkstoff Dox war Ergebnis der Diamantenbehandlung deutlich besser, schreiben die Wissenschaftler: Die Tumoren bildeten sich schneller zurück, und das gesunde Gewebe wurde geschont. Die Forscher führen das darauf zurück, dass der an die Diamanten gekoppelte Wirkstoff länger in der Krebszelle verweilt. Dadurch kann er zum einen vor Ort intensiver wirken. Zum anderen gerät auch weniger Wirkstoff in den Blutstrom und damit zu andere, gesunden Organen. In einem Kommentar zur Studie hält Timothy Merkel von der Universität von North Carolina in Chapel Hill fest, dass ein Nanopartikel auch Wirkstoffkombinationen transportieren könne und vielfältige Therapiemöglichkeiten erlaube. Auch andere Partikelmaterialien wie etwas Polymere seien in der Erprobung. Da die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA in anderen Fällen schon auf Nanopartikeln basierende Medikamente freigegeben habe, könnte dem Verfahren künftig auch in der Krebsmedizin eine Schlüsselrolle zukommen.
Edward Chow (Universität von Kalifornien, San Francisco) et al: Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.3001713 dapd/wissenschaft.de – Martin Schäfer
