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Inhalt archiviert am 2024-06-18

Nanocapsules for targeted delivery of radioactivity

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Gezielte Strahlentherapien gegen Krebs

Nanomaterialien haben in der so genannten Theranostik, die individuelle Diagnostik und Therapie kombiniert, großes Potenzial. Eine europäische Studie erweiterte deren Anwendung nun, um Krebszellen durch radioaktive Strahlung abzutöten.

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Obwohl Strahlentherapie zur Behandlung von Krebserkrankungen bereits gut etabliert ist, sind schwere Nebenwirkungen häufig, da auch gesunde Zellen abgetötet werden. Zur Reduzierung dieser Toxizität müsste die radioaktive Strahlung ausschließlich auf Krebszellen ausgerichtet werden. Nanomaterialien sind aufgrund ihrer geringen Größe und vielen Möglichkeiten der Oberflächenfunktionalisierung hervorragend geeignete Kandidaten, da sie praktisch in jede Zelle eindringen können. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts RADDEL (Nanocapsules for targeted delivery of radioactivity) war daher die Entwicklung und Herstellung radioaktiver Nanopartikel für biomedizinische Anwendungen. Dabei werden Kohlenstoffnanoröhren (CNT) mit spezifischen Radionukliden befüllt und die Außenwände mit speziell auf das Target ausgerichteten Biomolekülen beschichtet. Diese Biofunktionalisierung gewährleistet die Biokompatibilität der Nanoröhren und reduziert die toxische Wirkung. Bei der Optimierung konnten die Nanokonstrukte mittels Elektronenmikroskopie und Spektroskopie in den einzelnen Stadien umfassend charakterisiert werden. Dann wurde eine spezifische Monte-Carlo-Simulation entwickelt, um die Dosimetrieparameter für die Konstrukte zu berechnen. Für die Funktionalisierung griffen die Forscher auf eine Bibliothek mit Kohlenhydraten, Peptiden und Antikörpern sowie schonenden Verfahren zur kovalenten Verankerung an der Außenwand zurück. Die verkapselten Kohlenstoffnanoröhren zielen direkt auf Krebszellen und spezifische zelluläre Organellen ab. In bemerkenswerter Weise konnte dies an der Derivatisierung von Nanoröhren mit einem monoklonalen EGFR-Antikörper (epidermaler Wachstumsfaktorrezeptor) demonstriert werden. EGFR ist eine optimale Zielstruktur, da sie in verschiedensten Krebszellen überexprimiert wird. Insgesamt fördert RADDEL damit in hohem Maße den Einsatz von Nanomaterialien in der Biomedizin als neuem Forschungsfeld und bietet eine innovative Lösung für Diagnosen und maßgeschneiderte Krebstherapien.

Schlüsselbegriffe

Nanomaterialien, Radioaktivität, Krebs, RADDEL, EGFR

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