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Leuchtstift für Krebszellen

Bessere Radiatio dank Markierung.

Neue Impulse für die Strahlentherapie bei Krebs: Mit markierten Krebszellen ließe sich die hohe Belastung von benachbartem, gesunden Gewebe abschwächen.

Niederenergetische Elektronen sind schon seit längerem als eine Ursache von Strahlenschäden bekannt. Im Rahmen einer Strahlentherapie ist dies gewünscht, weil die Elektronen Krebszellen zerstören können, indem sie Doppelstrangbrüche in der DNA verursachen. Frankfurter Physiker zeigen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature, wie man diesen Effekt durch eine physikalische Methode gezielt verstärken kann. Nature 2013; online 22. Dezember

Der Frankfurter Kernphysiker Till Jahnke hat vor einigen Jahren nachgewiesen, dass Moleküle, die mit Röntgenstrahlen angeregt werden, Energie an ihre Nachbarn abgeben, teilt die Universität Frankfurt am Main mit. Diese emittieren wiederum die gewünschten niederenergetischen Elektronen. "In früheren Arbeiten konnten wir schon zeigen, dass durch das Auftreten dieses Prozesses, den wir ICD nennen, bis zu 100 Mal mehr niederenergetische und für die Strahlentherapie relevante Elektronen vorkommen", erklärt Jahnke in der Uni-Mitteilung. Damit könnte man einen großen Nachteil der aktuellen Strahlentherapie abschwächen: die hohe Belastung von benachbartem, gesunden Gewebe.

Gemeinsam mit einer Gruppe von Theoretikern um Prof. Dr. Lorenz Cederbaum von der Universität Heidelberg entwickelten und erforschten die Frankfurter Physiker an Institut für Kernphysik eine Idee, wie man den ICD-Prozess nur in den Krebszellen auslösen könnte - denn im Prinzip findet er überall im Körper statt, sobald Zellen von Röntgenstrahlen getroffen werden. Sie schlagen vor, die Krebszellen mit einem schweren Element zu markieren, das sonst kaum im Körper vorkommt. "Wenn man das schafft, kann man Röntgenstrahlung einer bestimmten Wellenlänge verwenden, die speziell von diesem Element absorbiert wird und kaum vom umliegenden Gewebe", erklärt Reinhard Dörner vom Institut für Kernphysik und Ko-Autor der Studie in der Mitteilung.

Die Frankfurter Ergebnisse zeigen, dass über diesen Trick in einem Modellsystem tatsächlich gezielt ICD ausgelöst werden kann und man somit prinzipiell ein niederenergetisches Elektron, das Zellen attackiert, genau in der Nähe einer entsprechend markierten Krebszelle erzeugen könnte. "Durch die Markermoleküle würden sozusagen ‚kleine Bomben‘ an der Krebszelle gelegt, die dann durch Licht der richtigen Wellenlänge genau dort gezündet werden", so Till Jahnke.

Für die Anwendung in der Klinik wird es nun darauf ankommen, ob es gelingt, spezielle Marker für Tumorzellen zu entwickeln und sie an ihren Bestimmungsort zu bringen. "Daran arbeiten Biochemiker und Pharmazeuten schon seit einiger Zeit, auch in anderen Zusammenhängen", erklärt Dörner. Die Heidelberger Gruppe erläutert die theoretischen Grundlagen des Prozesses der Energieübertragung. Ihre Arbeit erscheint in derselben Ausgabe von Nature. Beide Gruppen arbeiten eng in einer von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschergruppe zusammen.

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