Nanopartikel im Kampf gegen Krebs
Bestimmte Moleküle wie Nanopartikel oder Lipide können von Tumoren aufgenommen werden (erhöhte Permeabilität und Retention bzw. EPR-Effekt). So werden nun Nanopartikel für die Anwendung in Krebstherapeutika entwickelt, wobei sich in Tumoren physiologische Barrieren finden (abnormes Gefäßnetz und interstitielle Matrix), die die homogene Freisetzung und Verteilung behindern. Um dieses Problem zu beheben, hat das EU-finanzierte Projekt CANCER NANOMEDICINE (Optimizing the delivery of nanomedicine to solid tumors) Größe und Ladung von Nanopartikeln optimiert, die Wirkstoffe in den Tumor transportieren. Mit einem neuen mathematischen Rahmenmodell kann zudem die Verteilung im Tumor anhand von Tumormikroumgebung und NP-Eigenschaften genau prognostiziert werden. Zunächst entwickelten die Forscher die Software, um Algorithmen für den Transport der therapeutischen Wirkstoffe über die Blutbahn ins Innere des Tumors zu berechnen. Das Modell stellt auch die wichtigsten Faktoren wie Tumorgeometrie, Durchmesser von Blutgefäßen und EPR-Effekt dar. Bestätigt wurden die Modellrechnungen durch experimentelle Ergebnisse an zwei Brustkrebszelllinien von Mäusen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse von CANCER, dass solide Tumoren NP mit einem Durchmesser von unter 20 Nanometern besser aufnehmen. Positiv geladene Nanopartikel wiederum zirkulieren besser durch die Blutgefäße zum Tumor als negativ geladene oder neutrale Partikel. Zudem kann eine Reduzierung von Stressfaktoren in der Mikroumgebung des Tumors den Transport kleiner Nanopartikel verbessern. Die Studie zeigte damit neue Lösungsansätze für mehrere Probleme auf, die bei Krebstherapien wie auch beim Einsatz von Nanopartikeln immer noch auftreten.
Schlüsselbegriffe
Nanopartikel, Krebs, EPR-Effekt, Wirkstoff, Mikroumgebung, Modell, Therapie