Pictures of the Future      Herbst 2008

Heilen dank Nanopartikeln

Interview mit Mukesh G. Harisinghani

Trotz aller Erfolge in den vergangenen 20 Jahren gehört Krebs weiterhin zu den häufigsten Todesursachen. Bringt die Forschung an Nanopartikeln hier entscheidende Fortschritte?

Harisinghani: Diese Technologie kann, sobald sie in der klinischen Praxis ein­setzbar ist, tatsächlich die Früherkennung von Krebsmetastasen wesentlich voranbringen. Hier lautet ja die wichtigste Frage: Hat sich der Krebs schon ausgebreitet? Die ersten Verdächtigen sind dabei die Lymphknoten in der Nähe des Tumors. Bislang gibt es nur eine einzige exakte nichtinvasive Methode, mit der nachgewiesen werden kann, ob ein Krebs bereits Lymph­knoten befallen hat: Das sind die Eisen-Nanopartikel. Diese Partikel konzentrieren sich nach ihrer Injektion in den normal funktionierenden Lymph­knoten. Der Grund: Makrophagen in gesunden Knoten entfernen sehr effizient Verunreinigungen aus dem Blut. Deshalb sammeln sich alle zirkulierenden magnetischen Nanopartikel hier an.

Im Umkehrschluss wissen wir: Knoten ohne solche Ansammlungen sind in ihrer Funktion gestört. Der nächste Schritt wäre dann, mit einem Medikament versehene Nanopartikel direkt in Krebsgewebe zu injizieren. Bei Versuchen an Mäusen wurden diese Partikel in die von Krebs befallenen Lymphknoten transportiert. Sie zerstörten nicht nur den Primärkrebs, sondern auch seine ersten Metastasen. Wir wissen jedoch nicht, ob das auch beim Menschen funktioniert.

Was ist von einer Kombination aus magnetischen Nanopartikeln und optischen Sonden zu erwarten?

Harisinghani: Sehr viel. Im Labor können wir bereits einzelne Zellen mit Hilfe magneto-optischer Sonden identifizieren, das sind magnetische Nanopartikel kombiniert mit fluoreszierenden Molekülen. Siemens war hier auch aktiv beteiligt, etwa mit der Entwicklung zuverlässiger Bildgebungssysteme sowie der MR-spezifischen Arbeitsabläufe und der entsprechenden Software. Der Forschungsbedarf ist jedoch nach wie vor hoch. Wir müssen ermitteln, welche Moleküle sich am besten an welche Krebsarten binden, welche Art von Licht für die Bilddarstellung der Sonden optimal geeignet ist und wie dicht ein optischer Sensor herangeführt werden muss, um die fluoreszierenden Moleküle zu erkennen. Daran arbeiten wir derzeit.

Gibt es so etwas wie ein Molekül, das für alle Krebsarten gleichermaßen geeignet ist?

Harisinghani: Ja. Es heißt ProSense, ein magneto-optisches Nanopartikel, das von Enzymen aktiviert wird, die sich nur in Krebszellen befinden. ProSense wurde hier in diesem Labor unter Leitung von Dr. Ralph Weissleder entwickelt (siehe Pictures of the Future, Frühjahr 2007, Interview Weissleder). Siemens hat einige der Forschungsarbeiten finanziert und arbeitet bei der Suche nach passenden Methoden der Bilddarstellung mit. Die klinischen Studien mit ProSense werden wahrscheinlich Ende 2008 in einem medizinischen Zentrum in Philadelphia starten. ProSense ist die erste Substanz dieser Art für die optische Bildgebung, die bei Menschen eingesetzt werden soll. Eine solche optische Bildgebung könnte etwa die Erprobung neuer Medikamente beschleunigen, insbesondere für bestimmte Arten von Brust- und Prostata­krebs. Mit ProSense lassen sich vermutlich auch schon sehr frühe Reaktionen des Tumors auf Medikationen erkennen. Und von einer Kombination mit Magnetresonanz-Tomographie (MRT) und Positronenemissions-Tomographie (PET) erwarten wir eine deutliche Senkung der Kosten von Arzneimitteltests.

Wie können sich dadurch die Diagnose- und Behandlungsmethoden künftig verändern?

Harisinghani: Die optische Bildgebung wird hochpräzise chirurgische Eingriffe ermöglichen. Pathologien können mithilfe PET und MRT visualisiert und lokalisiert werden, um sie dann unter Anwendung optischer Fluoreszenz­verfahren chirurgisch zu entfernen. In vielen Fällen kann sogar ganz auf einen chirurgischen Eingriff verzichtet werden, denn wenn nach einer medizinischen Behandlung das Licht eines fluoreszierenden Markers, der nur Krebszellen ansteuert, nicht mehr festzustellen ist, wird damit objektiv belegt, dass die Krebszellen erfolgreich bekämpft wurden. Mit gewissen Modifikationen ist dieses Szenario auch auf viele andere Krankheiten und in den meisten Körperregionen anwendbar. Nanopartikel kann man mit Stoffen kombinieren, die nur bestimmte Wirtsobjekte ansteuern. Also kann man beispielsweise Stoffverbindungen verwenden, die sich nur an von Krebs befallenes oder – etwa aufgrund von Arteriosklerose – entzündetes Gewebe anheften. Wir hier im MGH arbeiten derzeit an einer Art Bibliothek dieser Verbindungen. So ergibt sich nach und nach ein immer umfangreicheres Kompendium für die Früh­erkennung und Behandlung von Krankheiten.

                                                                          Das Interview führte Arthur F. Pease