Nanomedizin soll chronische Krankheiten behandeln

Ob Haarausfall, Übelkeit erregende Müdigkeit oder die nicht enden wollenden Pillen – jeder, der schon einmal an Krebs erkrankt ist, weiß, dass die Behandlung geradezu belastend sein kann. Die traditionelle Chemotherapie greift zusätzlich zu den problematischen bösartigen Zellen auch gesunde Zellen an, was zu den oben genannten Beschwerden führt. Aber was wäre, wenn wir Krebs ohne die schwächenden Nebenwirkungen behandeln könnten? Was wäre, wenn wir Medikamente nur auf die betroffenen Zellen abzielen und sie genau dann freisetzen könnten, wenn wir es müssten?

Adah Almutairi, Co-Direktor des Center for Excellence in Nanomedicine and Engineering an der University of California, San Diego (UCSD), hat eine Technologie mit lichtaktivierten Nanopartikeln entwickelt, die möglicherweise genau das bewirken könnte. Mithilfe von Materie im 100-nm-Bereich platzierten Almutairi und ihr Forschungsteam Arzneimittelmoleküle in winzigen Kügelchen, die sie Nanokügelchen nennt. Wenn sie zur Behandlung verabreicht werden, bleiben die Medikamente in ihren Kugeln eingeschlossen und können unschuldige, ahnungslose Zellen nicht verwüsten. Bei Einwirkung von Nahinfrarotlicht brechen die Nanokügelchen jedoch auseinander und geben den darin enthaltenen Inhalt frei. Die Implikationen liegen auf der Hand: Wenn wir genau kontrollieren können, wann und wo Medikamente benötigt werden, kann nicht nur die Medikamentenaufnahme gesteigert, sondern auch die Nebenwirkungen deutlich reduziert werden.

„Wir möchten, dass diese Prozesse präzise funktionieren, um Arzneimittelwirkungen außerhalb des Ziels zu minimieren“, sagte Almutairi.

Aber Almutairis Erfindung ist im Prinzip nicht einzigartig. Tatsächlich steht die gezielte Arzneimittelabgabe seit geraumer Zeit im Fokus der Forschung im aufstrebenden Bereich der Nanomedizin. Wissenschaftler versuchten zunächst, Medikamente über Liposomen zu verabreichen, kugelförmige Vesikel, die sich aufgrund der Eigenschaften ihrer Phospholipidbestandteile auf natürliche Weise zusammensetzen.

„Das Problem bei Liposomen besteht darin, dass sie aufgrund ihrer Biokompatibilität nicht sehr stabil sind“, sagt Xiaosong Wang, Professor für Nanotechnologie an der University of Waterloo. „Sie dissoziieren leicht und sind daher für die Abgabe von Medikamenten nicht sehr effizient.“

Wangs Labor, das sich im Waterloo Institute of Nanotechnology befindet, forscht zur Selbstorganisation metallhaltiger Blockcopolymere – im Wesentlichen ähnlich wie Liposomen, aber viel stabiler und viel vielfältiger. Magnetismus, Redox und Fluoreszenz sind nur einige der faszinierenden Eigenschaften von Metallen, die in der Medizin und darüber hinaus spannende Anwendungen finden.

„Bei der Anwendung dieser metallhaltigen Polymere zur Arzneimittelverabreichung müssen viele Dinge beachtet werden. Das größte Problem ist die Toxizität [oder wie sie unserem Körper möglicherweise schaden könnte]. Dann gibt es noch die biologische Abbaubarkeit“, sagt Wang.

Hier könnte Almutairis Modell goldrichtig gewesen sein. Ihre Nanosphären sind nicht nur „felsenfest“, sondern auch absolut sicher. Ihrer Meinung nach können die Nanokügelchen „ein Jahr lang intakt bleiben, bevor sie sicher abgebaut werden“, wie in Tierversuchen mit Mäusen nachgewiesen wurde. Das hat enorme Bedeutung. Der Nachweis der Ungiftigkeit könnte der erste Schritt sein, um ihre Erfindung auf den Markt zu bringen.