Schwedische Forscher haben einen Nanoroboter entwickelt, der gezielt Krebszellen angreift (Symbolbild) Bildrechte: IMAGO / Panthermedia

Wissen-News Nanoroboter mit Kill Switch – Eine neue Waffe gegen Krebs

01. Juli 2024, 15:42 Uhr

Wissenschaftler in Schweden haben Nanoroboter entwickelt, die Krebszellen in Mäusen abtöteten. In kleinsten Strukturen versteckte Waffen zerstörten Tumore gezielt und verringerten deren Wachstum um 70 Prozent.

Die Forschungsgruppe am Karolinska Institutet nahe Stockholm hat ein Verfahren entwickelt, welches mittels Nanotechnologie gezielt Krebszellen bekämpft und gesundes Gewebe nicht schädigt. Zunächst entwickelten sie dafür eine Art Gift aus Strukturen aus Aminosäureketten (Peptiden), die sechseckig (hexagonal) angeordnet sind. Die ordnen sich so auf der Oberfläche einer Zelle an, dass diese stirbt. "Dieses hexagonale Nanomuster aus Peptiden wird zu einer tödlichen Waffe", erklärte Studienleiter Björn Högberg. "Würde man es als Medikament verabreichen, würde es wahllos Zellen im Körper abtöten, was nicht gut wäre. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir die Waffe in einer Nanostruktur versteckt, die aus DNA besteht."

Notschalter löst Abzug aus

Diese Nanostruktur ist so kunstvoll, dass sie als "DNA-Origami" bezeichnet wird. Högberg und seine Kollegen arbeiten seit Jahren daran und haben die Technik jetzt so verfeinert, dass sie nur unter bestimmten Bedingungen aktiv wird. Der Notschalter ("Kill Switch"), den sie in die das Gift umgebende DNA eingepflegt haben, wirkt selektiv. "Es ist uns gelungen, die Waffe so zu verstecken, dass sie nur in der Umgebung eines soliden Tumors freigesetzt werden kann", erklärte Högberg. "Das bedeutet, dass wir eine Art Nanoroboter geschaffen haben, der Krebszellen gezielt angreifen und töten kann."

Der Schlüssel dazu ist der pH-Wert rund um Tumorzellen, der geringer ist als der im sonstigen Organismus. Nur in einer saureren Umgebung wird die "Waffe" abgefeuert. In Studien an Mäusen zeigte sich ein um 70 Prozent verringertes Wachstum von Brustkrebstumoren im Vergleich zu Tieren, denen eine inaktive Version des Nanoroboters verabreicht wurde. Wir müssen nun untersuchen, ob dies auch in fortgeschritteneren Krebsmodellen funktioniert, die der menschlichen Krankheit ähnlicher sind", sagte der Erstautor der Studie, Yang Wang. Auch stehe die Erforschung von Nebenwirkungen noch aus, bevor es zu Humanversuchen kommen könne. Doch die Forscher sehen großes Potenzial, wollen die Nanoroboter zukünftig gar auf bestimmte Krebsarten "trainieren" und so gesundes Gewebe noch weniger schädigen.

Link zur Studie

A DNA robotic switch with regulated autonomous display of cytotoxic ligand nanopatterns in "nature nanotechnology"

jar/pm