Nanohybride in der Medizin

Autorin Patricia Lefèvre

Nanohybride in der Medizin

Die Heilung von Krebs ist nach wie vor eine der großen Herausforderungen der Medizin. Viel wurde schon erreicht. Dennoch müssen die derzeit verwendeten Methoden weiter verbessert werden. Nanotechnologie verspricht einen wesentlichen Beitrag dafür.

Bösartige Tumore müssen entfernt werden, um ein weiteres Ausbreiten der Krebszellen zu verhindern. Hier greifen Doxorubicin die Tumorzellen an und zerstören sie qezielt. Die heute Medizin kennt dafür verschiedene Verfahren, die jedoch alle mit starken Nebenwirkungen durch die Chemotherapie verbunden sind. Eine gezielte Bestrahlung der Tumore mit radioaktiver Strahlung, Röntgenstrahlen oder Mikrowellen zerstört zwar die Krebszellen, alerdings lässt sich die Bestrahlung nicht so zielgenau einsetzen. So wird schließlich auch gesundes Gewebe zerstört. Das molekulare Drug-Targeting ist zwar vielversprechend, leidet aber unter den hohen Kosten, der Aktivierung des Immunsystems und der
reduzierte Verweildauer im Blut noch nicht das non plus ultra.

In Laboratorien auf der ganzen Welt wird seit über 25 Jahren auf diesem Gebiet geforscht und es kommen immer mehr neue „Bausteine“ hinzu.
Die Nanotechnologie mit ihren sogenannte Magnetflüssigkeits-Hyperthermie (Eisenoxid-Nanopartikeln, auch IONPs genannt), stehen kurz vor der weltweiten Zulassung in der Krebstherapie.
Die IONPs werden durch Injektionen in den Körper gespritzt und durch die spezielle biochemische Oberfläche dieser Partikel betrachten die gefräßigen Krebszellen sie als Nährstoff. Hat sich die gesamte Krebsgeschwulst schließlich mit Nanopartikeln „vollgefressen“, schalten die Mediziner ein neu entwickeltes Magnetfeldtherapie-System ein.
Das für den Menschen ungefährliche Magnetwechselfeld erwärmt die Nanopartikel, nicht aber das gesunde Gewebe. Die Krebszellen bekommen dadurch hohes Fieber und sterben ab. Für ihre Beseitigung sorgt dann der menschliche Körper selbst. Die Nanopartikel werden ausgeschieden und über den normalen Stoffwechsel abgebaut.

Krebs wird auch durch Chemotherapie bekämpft. Dabei werden Stoffe verwendet, die ihre Wirkung möglichst gezielt auf Krebszellen ausüben und diese abtöten oder in ihrem Wachstum hemmen. Aber auch normale Körperzellen können – wenn auch weniger stark – von der Chemotherapie geschädigt werden.

Die Nanotechnologie könnte langfristig dafür sorgen, dass Medikamente direkt und ausschließlich an erkrankte Zellen abgegeben werden. Solche Medikamentenfähren unterscheiden chemisch die Oberflächen erkrankter Zellen von denen gesunder. Sie docken dann am kranken Gewebe an und geben den Wirkstoff direkt an die einzelne Zelle ab.

Nanotechnologie verspricht aber nicht nur für die Krebstherapie große Fortschritte. Auch bei der Implantation von Zähnen oder erkrankten Gelenken, beispielsweise von Hüftgelenken, helfen die winzig kleinen Partikel.

Das Einsetzen künstlicher Zähne in den Kiefer ist ein großer Fortschritt gegenüber den in der Vergangenheit unvermeidlichen Zahnprothesen. Allerdings kommt es noch immer häufig zu Abstoßungsreaktionen, die das Einwachsen des Implantats verhindern. Es kann zu Entzündungen und Komplikationen kommen. Zähne sind beim Kauen besonderen Belastungen ausgesetzt und müssen daher sehr fest einwachsen.

Auch hier kommt die Nanotechnologie ins Spiel. Studien deuten darauf hin, dass bioaktive Moleküle einer nanotechnologisch hergestellten Oberfläche des Implantats eine sanfte Einbettung. Die extrem dünne knochenähnliche Beschichtung enthält Substanzen, die Knochenzellen an sich binden und dadurch verbinden sich die Implantate schneller mit dem Kieferknochen und wachsen so fester und dauerhafter ein.

Dies sind nur wenige Beispiele für die ungeahnten Möglichkeiten, die die Nanotechnologie für die Gesundheit eröffnen wird. Große Erwartungen bestehen beispielsweise auch für neue diagnostische Verfahren durch Nanopartikel, die sich gezielt an bestimmten Organe oder Zellen anlagern.

Dr. Patricia Lefèvre, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de
Bourgogne, Dijon, 16. Juni 2021