Forscher am Karolinska Institutet in Schweden haben Nanoroboter entwickelt, die Krebszellen in Mäusen töten. Die Waffe des Roboters ist in einer Nanostruktur versteckt und kommt nur in der Mikroumgebung des Tumors zum Vorschein, wodurch gesunde Zellen verschont bleiben. Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht .
Die Forschungsgruppe am Karolinska Institutet hat zuvor Strukturen entwickelt, die sogenannte Todesrezeptoren auf der Oberfläche von Zellen organisieren können, was zum Zelltod führt. Die Strukturen weisen sechs Peptide (Aminosäureketten) auf, die in einem sechseckigen Muster angeordnet sind.
„Dieses sechseckige Nanomuster aus Peptiden wird zu einer tödlichen Waffe“, erklärt Professor Björn Högberg von der Abteilung für Medizinische Biochemie und Biophysik des Karolinska Institutet, der die Studie leitete. „Würde man es als Medikament verabreichen, würde es wahllos damit beginnen, Zellen im Körper abzutöten, was nicht gut wäre. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir die Waffe in einer Nanostruktur aus DNA versteckt.“
Einen „Kill Switch“ geschaffen
Die Kunst, Nanostrukturen aus DNA als Baumaterial zu bauen, wird als DNA-Origami bezeichnet und ist etwas, woran Björn Högbergs Forschungsteam schon seit vielen Jahren arbeitet. Nun haben sie die Technik genutzt, um einen „Notausschalter“ zu entwickeln, der unter den richtigen Bedingungen aktiviert wird.
„Es ist uns gelungen, die Waffe so zu verstecken, dass sie nur in der Umgebung eines soliden Tumors zum Vorschein kommt“, sagt er. „Das bedeutet, dass wir eine Art Nanoroboter geschaffen haben, der Krebszellen gezielt angreifen und töten kann.“
Der Schlüssel ist der niedrige pH-Wert, also das saure Mikromilieu, das Krebszellen normalerweise umgibt und die Waffe des Nanoroboters aktiviert. In Zellanalysen im Reagenzglas konnten die Forscher nachweisen, dass die Peptidwaffe bei einem normalen pH-Wert von 7,4 im Inneren der Nanostruktur verborgen ist, bei einem pH-Wert von 6,5 jedoch eine drastische zelltötende Wirkung entfaltet.
Reduziertes Tumorwachstum
Anschließend testeten sie die Injektion des Nanoroboters in Mäuse mit Brustkrebstumoren. Dies führte zu einer 70-prozentigen Verringerung des Tumorwachstums im Vergleich zu Mäusen, denen eine inaktive Version des Nanoroboters verabreicht wurde.
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01676-4
