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Die Frage, wie Medikamente nur dort aktiv werden, wo sie gebraucht werden, beschäftigt die Wissenschaft seit Langem. Besonders bei Krebsmedikamenten wäre es entscheidend, die Nebenwirkungen im restlichen Körper zu minimieren. So sucht man einerseits nach Trägerpartikeln, an die der Wirkstoff angebunden und durch den Körper geschleust wird und zum anderen nach Wegen, wie der Wirkstoff dann zielgerichtet freigesetzt wird. Forschende der Med Uni Graz und des Budapester HUN-REN Research Centre for Natural Sciences (RCNS) haben einen vielversprechenden Ansatz in Richtung einer gezielteren und besser verträglichen Chemotherapie entwickelt.
Die Methode wurde von der Arbeitsgruppe rund um Márton Bojtár am RCNS entwickelt, teilte die Med Uni Graz mit. Die Forschenden aus Ungarn konstruierten sogenannte Photokäfige (Photocages). Das sind lichtempfindliche chemische Schutzgruppen rund um den Wirkstoff. Nach der gezielten Bestrahlung bricht die Bindung zum Wirkstoff auf und die "Fracht" wird dort freigesetzt, wo sie ihre Wirkung entfalten soll. "Das Ziel ist, Tumorzellen gezielt zu bekämpfen und gleichzeitig gesundes Gewebe bestmöglich zu schonen", erklärte Linda Waldherr, Projektleiterin vom Lehrstuhl für Medizinische Physik und Biophysik der Medizinischen Universität Graz.
An der Medizinischen Universität Graz wurde die Methode von Nassim Ghaffari Tabrizi-Wizsy vom Lehrstuhl für Pathophysiologie und Immunologie in einem biologischen Modell getestet, das die Bedingungen im Körper besser nachbildet als Zellkulturen im Labor. Die Ergebnisse stimmen zuversichtlich: Nach der gezielten Aktivierung des Medikaments mit Licht wuchsen die Tumore deutlich langsamer. Außerdem teilten sich die Krebszellen seltener und ihr Wachstum kam zum Stillstand.
Die Tests fanden im sogenannten Chicken CAM Lab der Med Uni Graz statt. Dabei werden Tumorzellen auf der gut durchbluteten Membran befruchteter Hühnereier untersucht. Dieses Modell dient als Bindeglied zwischen Zellkulturen (in vitro) und Tierversuchen (in vivo) und gilt im Tierschutz als wichtige Ersatz- und Alternativmethode.
Die Forschenden haben ihre Methode für die "Entschärfung" des extrem toxischen Tubulin-Inhibitors Monomethyl-Auristatin E (MMAE) erprobt. Erst durch die gezielte Bestrahlung mit grünem bis rotem Licht wurde das Medikament aktiviert und entfaltete seine krebshemmende Wirkung am Tumor. Langfristig könnte dies dazu beitragen, Krebsbehandlungen wirksamer und gleichzeitig verträglicher zu machen, wurde betont.
Die Forschenden sehen bereits weitere Einsatzmöglichkeiten. Neben der Krebsmedizin könnte das System auch zur gezielten Aktivierung bestimmter Zellrezeptoren genutzt werden, so die Autoren.
Service: T.A. Molnar, E. Kozma, A. Benedikti, N. Ghaffari-Tabrizi-Wizsy: "Optimized Xanthenium Photocages with Fused Ring Systems for Photoactivated Chemotherapy and G Protein-Coupled Receptor Photopharmacology", Journal of the American Chemical Society, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c02825)
