Nanotechnologie in der Krebsbehandlung

Nanotechnologische Krebsbehandlungen können zur Zerstörung von Krebstumoren mit minimaler Schädigung von gesundem Gewebe und Organen sowie zur Erkennung und Beseitigung von Krebszellen führen, bevor sie Tumore bilden.

Die meisten Bemühungen, die Krebsbehandlung durch Nanotechnologie zu verbessern, befinden sich in der Forschungs- oder Entwicklungsphase. Es gibt jedoch viele Universitäten und Unternehmen auf der ganzen Welt, die in diesem Bereich arbeiten.

Der nächste Abschnitt enthält Beispiele für die laufende Forschung; einige der erörterten Methoden haben das Stadium der vorklinischen oder klinischen Prüfung erreicht.

Nanotechnologische Krebsbehandlungen; Nanopartikel-Chemotherapie

Forscher an der Purdue University verwenden Silizium-Nanonadeln, um ein tragbares Pflaster zu entwickeln, das Chemotherapeutika zur Behandlung von Melanomen an die Haut abgeben kann.

Eine gezielte Chemotherapie, die derzeit entwickelt wird, verwendet ein Nanopartikel namens CRLX101. Das Unternehmen, das diese gezielte Chemotherapiemethode entwickelt, heißt Cerulean Pharma.

Forscher an der Universität von Georgia arbeiten an einer Methode zur Bekämpfung von Prostatakrebs. Sie verwenden Nanopartikel, um ein Molekül namens IPA-3 an die Krebszellen zu bringen. In Studien mit Labormäusen scheint IPA-3 das Wachstum von Prostatakrebszellen zu reduzieren.

Forscher testen den Einsatz von an Nanodiamanten befestigten Chemotherapeutika zur Behandlung von Hirntumoren. Die Kombination aus Nanodiamanten und Chemotherapeutikum verbleibt länger im Tumor als das Chemotherapeutikum allein, was die Wirksamkeit erhöhen dürfte.

Weitere Informationen finden Sie unter Nanopartikel-Chemotherapie

Nanotechnologische Krebsbehandlungen; Hitze

Eine andere Technik, die derzeit entwickelt wird, zerstört Krebstumore durch Wärmezufuhr. Nanopartikel namens AuroShells absorbieren das Infrarotlicht eines Lasers und wandeln es in Wärme um. Das Unternehmen, das diese Technik entwickelt, heißt Nanospectra.

Eine gezielte Wärmetherapie wird entwickelt, um Brustkrebstumore zu zerstören. Bei dieser Methode werden Antikörper, die stark von Proteinen angezogen werden, die in einer bestimmten Art von Brustkrebszellen produziert werden, an Nanoröhrchen angeheftet, so dass sich die Nanoröhrchen im Tumor anreichern. Das Infrarotlicht eines Lasers wird von den Nanoröhrchen absorbiert und erzeugt Wärme, die den Tumor verbrennt.

Eine andere Methode, die auf einzelne Krebszellen abzielt, bringt Gold-Nanopartikel in die Zellen ein und bestrahlt sie dann mit einem Laser. Die Hitze lässt die Krebszellen explodieren.

Weitere Informationen finden Sie unter Nanopartikel in der Wärmetherapie von Krebs

Nanotechnologie Krebsbehandlungen; Strahlung

Forscher haben Nanopartikel entwickelt, die einen radioaktiven Kern mit angehängten Molekülen enthalten, die sich an Lymphom-Tumorzellen anlagern. Mit dieser Methode soll die Ausbreitung des Krebses vom Primärtumor aus gestoppt werden.

Forscher untersuchen die Verwendung von Wismut-Nanopartikeln, um die in der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebstumoren verwendete Strahlung zu konzentrieren. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wismut-Nanopartikel die Strahlendosis für den Tumor um 90 Prozent erhöhen würden.

Eine Methode, um die Strahlentherapie bei der Bekämpfung von Prostatakrebs wirksamer zu machen, ist die Verwendung von radioaktiven Gold-Nanopartikeln, die an ein Molekül gebunden sind, das von Prostatatumorzellen angezogen wird. Die Forscher glauben, dass diese Methode dazu beiträgt, die radioaktiven Nanopartikel auf die Krebstumore zu konzentrieren, so dass die Tumore mit minimaler Schädigung des gesunden Gewebes behandelt werden können.

Weitere Einzelheiten finden Sie unter Nanopartikel in der Krebs-Strahlentherapie

Nanotechnologie Krebsbehandlungen; Sonstiges

Forscher an der Universität Tel Aviv entwickeln einen Impfstoff gegen Melanome auf der Grundlage von Polymer-Nanopartikeln, an die mit Melanomen verwandte Peptide gebunden sind.

Forscher haben ein Nanopartikel entwickelt, das Lymphom-Krebszellen abtötet. Sie verwenden ein Nanopartikel, das wie HDL-Cholesterin aussieht, aber in seinem Kern ein Gold-Nanopartikel enthält. Wenn sich dieses Nanopartikel an eine Lymphomzelle anlagert, blockiert es die Krebszelle daran, sich an echtes HLD-Cholesterin zu binden, wodurch die Krebszelle ausgehungert wird.

Forscher haben eine Methode demonstriert, mit der ein Protein an Krebszellen abgegeben werden kann, das die Krebszellen vernichtet. Sie verwenden eine Polymer-Nanohülle, um das Protein in die Krebszellen zu bringen. Wenn sich das Protein im Kern der Krebszelle anreichert, führt es zur Selbstzerstörung der Krebszelle.

Eine Methode, die zur Bekämpfung von Hautkrebs entwickelt wird, verwendet Gold-Nanopartikel, an denen RNA-Moleküle befestigt sind. Die Nanopartikel befinden sich in einer Salbe, die auf die Haut aufgetragen wird. Die Nanopartikel dringen in die Haut ein, und die RNA heftet sich an ein mit dem Krebs zusammenhängendes Gen, wodurch das Gen daran gehindert wird, Proteine zu erzeugen, die für das Wachstum von Hautkrebstumoren benötigt werden.

Die Verabreichung von kurzen interferierenden RNAs (siRNA) ist interessant, weil siRNA einfach das Wachstum des Krebstumors stoppt, und es besteht die Möglichkeit, synthetische siRNA auf die Version des Krebses bei einem einzelnen Patienten abzustimmen. Weitere Einzelheiten finden Sie in dem Artikel unter diesem Link.

Interessant ist eine Methode zur Erhöhung der Zahl der Krebs bekämpfenden Immunzellen in Krebstumoren. Nanopartikel, die Medikamentenmoleküle namens Interleukine enthalten, werden an Immunzellen (T-Zellen) angebracht. Wenn die T-Zellen einen Tumor erreichen, sollen die Nanopartikel die Wirkstoffmoleküle freisetzen, die die T-Zellen zur Vermehrung veranlassen. Wenn sich genügend T-Zellen im Krebstumor vermehren, kann der Krebs zerstört werden. Diese Methode wurde an Labormäusen mit sehr guten Ergebnissen getestet.

Magnetische Nanopartikel, die sich an Krebszellen im Blutstrom anlagern, könnten es ermöglichen, die Krebszellen zu entfernen, bevor sie neue Tumore bilden. Weitere Einzelheiten finden Sie in dem Artikel unter diesem Link.

Forscher des Institute of Bioengineering and Nanotechnology und IBM-Forscher haben eine nachhaltige Medikamentenabgabe mit Hilfe eines Hydrogels nachgewiesen. Das Hydrogel wird unter die Haut gespritzt und ermöglicht eine wochenlange kontinuierliche Wirkstofffreisetzung mit nur einer Injektion anstelle wiederholter Injektionen. Sie demonstrierten diese Methode, indem sie das Hydrogel, das das Chemotherapeutikum Herceptin enthält, unter die Haut von Labormäusen injizierten. Die Studie zeigte eine signifikante Verringerung der Tumorgröße.

Die Verwendung von Gold-Nanopartikeln, um Platin an Krebstumore zu bringen, könnte die Nebenwirkungen der Platin-Krebstherapie verringern. Der Schlüssel liegt darin, dass die Toxizität von Platin von dem Molekül abhängt, an das es gebunden ist (bei den Tech-Typen hängt die Toxizität von der Oxidationsstufe des Platins ab). Daher wählten die Forscher ein platinhaltiges Molekül mit geringer Toxizität, um es an die Goldnanopartikel zu binden. Wenn das platinhaltige Nanopartikel einen Krebstumor erreicht, trifft es auf eine saure Lösung, die das Platin in seinen toxischen Zustand überführt, in dem es Krebszellen abtöten kann. Für weitere Einzelheiten lesen Sie den Artikel unter diesem Link.

Andere Forscher verfolgen einen anderen Ansatz, um Platin in Krebstumore zu bringen. Anstatt Platin an Nanopartikel zu binden, haben sie molekulare Bausteine zur Herstellung von Nanopartikeln verwendet, die Platin an Krebstumore abgeben sollen. Weitere Einzelheiten finden Sie in dem Artikel unter diesem Link.

Eisenoxid-Nanopartikel können verwendet werden, um MRT-Bilder von Krebstumoren zu verbessern. Die Nanopartikel sind mit einem Peptid beschichtet, das sich an einen Krebstumor bindet. Sobald die Nanopartikel an den Tumor gebunden sind, verbessert die magnetische Eigenschaft des Eisenoxids die Bilder des Magnetresonanztomographen.

Sensoren auf der Basis von Nanopartikeln oder Nanodrähten können in Blutproben Proteine nachweisen, die mit bestimmten Arten von Krebszellen zusammenhängen. Dies könnte eine Früherkennung von Krebs ermöglichen. T2 Biosystems verwendet superparamagnetische Nanopartikel, die sich an das krebsanzeigende Protein binden und zusammenballen. Diese Cluster liefern ein Magnetresonanzsignal, das das Vorhandensein des krebsrelevanten Proteins anzeigt. Bei einem anderen Ansatz verwenden Forscher der John Hopkins University Quantenpunkte und Moleküle, die ein fluoreszierendes Leuchten aussenden, um DNA-Stränge aufzuspüren, die Frühindikatoren für Krebs sind.

Forscher der UC San Diego entwickeln eine Methode zum Sammeln und Analysieren von Exosomen in Nanogröße, um sie auf Biomarker für Bauchspeicheldrüsenkrebs zu untersuchen.

Krebsbehandlungen mit Hilfe der Nanotechnologie: Firmenverzeichnis

Firma Produkt
CytImmune Gold-Nanopartikel für die gezielte Abgabe von Medikamenten an Tumore
Calando Pharmaceuticals Nanopartikel für den gezielten Einsatz von siRNA in Krebstumoren

Weitere Nanotechnologie-Unternehmen für die Krebsbehandlung

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