Wissenschaftler zerstören 99 % der Krebszellen im Labor durch neue Technik mit 'vibrierenden Molekülen'

Ein Beispiel für Melanomzellen.
Ein Beispiel für Melanomzellen. Copyright Canva
Von Lauren Chadwick
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Dieser Artikel wurde im Original veröffentlicht auf Englisch

Die Forschung, bei der 99 Prozent der Melanomzellen im Labor vernichtet werden konnte, befindet sich zwar noch in einem frühen Stadium, könnte aber nach Ansicht von Experten neue Möglichkeiten der Krebsbehandlung eröffnen.

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Wissenschaftler in den USA haben einen Weg gefunden, Krebszellen zu zerstören, indem sie Moleküle mit Nahinfrarotlicht anregen und in Schwingungen versetzen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Methode zu 99 Prozent wirksam gegen Laborkulturen menschlicher Melanomzellen ist.

Bei ihrer Methode wird ein kleines Farbstoffmolekül, das in der medizinischen Bildgebung verwendet wird, durch Anregung mit Nahinfrarotlicht zum Schwingen gebracht.

Dabei entsteht ein so genanntes Plasmon, das heißt eine schnelle Schwingung der Elektronen im Molekül, ähnlich wie die Wellen im Meer. Dadurch wird die Membran der Krebszellen zum Reißen gebracht.

Die Ergebnisse wurden im Dezember in der Fachzeitschrift  Nature Chemistry veröffentlicht.

"Die durch Nahinfrarotlicht aktivierte Vibration bedeutet, dass alles, was von dem Molekül umgeben ist, zerstört wird, in diesem Fall die Krebszelle", erklärte Ciceron Ayala-Orozco, ein Forscher an der Rice University in den USA und Hauptautor der Studie, gegenüber Euronews Next.

Bislang haben die Forscher die "molekulare Presslufthammer"-Methode im Labor und bei Mäusen für wirksam befunden, doch die "Herausforderung besteht darin, dies in Behandlungsmöglichkeiten für den Menschen umzusetzen", fügte er hinzu. Das wird wahrscheinlich lange dauern.

Er hofft, dass sie die Sicherheit des molekularen Presslufthammers schneller nachweisen können als im klassischen Zeitrahmen von 15 bis 20 Jahre in einer klinischen Anwendung.

"Eine ähnliche Klasse von Molekülen wird bereits klinisch eingesetzt", was, so hofft Ayala-Orozco, die klinische Umsetzung seiner Forschung beschleunigen könnte.

Die Haupthindernisse für die Anwendung dieser Art von Methode am Menschen sind mögliche "Nebenwirkungen und Toxizität", fügte er hinzu.

Neue Wege zur Behandlung von Krebs

Dr. Nisharnthi Duggan, Science Engagement Manager beim Forschungsinstitut Cancer Research UK, das nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass "eine große Herausforderung in der Krebsforschung darin besteht, Medikamente zu entwickeln, gegen die die Krebszellen nicht resistent werden".

"Diese Studie eröffnet die Möglichkeit, bestimmte Moleküle mit Hilfe von Infrarotlicht zum Schwingen anzuregen und Zellen abzutöten - ein Prozess, gegen den sie wahrscheinlich keine Resistenz entwickeln. Es handelt sich um ein sehr frühes Forschungsstadium, aber die Idee könnte zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für einige Krebsarten führen", fügte sie hinzu.

Wissenschaftler der Rice University hatten bereits früher lichtaktivierte Moleküle zur Zerstörung von Bakterien, Krebszellen und Pilzen eingesetzt, allerdings mit sichtbarem Licht und nicht mit ultravioletter Strahlung.

Bei dieser neuen Methode werden molekulare 'Presslufthämmer' eingesetzt, die viel schneller sind als die bisher verwendeten molekularen Motoren, die auf der Arbeit des Nobelpreisträgers Bernard Feringa basieren.

"Jedes Mal, wenn das Licht auf das Molekül trifft, beginnt es sich auszudehnen und zusammenzuziehen", erklärt Ayala-Ozozco, "in einer Sekunde schwingt das Molekül eine Billion Mal".

"Das ist so schnell, dass die mechanischen Kräfte, die aufgrund dieser Schwingungen um das Molekül herum wirken, die biologischen Strukturen auflösen", sagte er.

Das Nahinfrarotlicht kann auch tiefer in den Körper eindringen als sichtbares Licht, fügten die Forscher hinzu.

Die therapeutische Wirkung der molekularen Presslufthämmer wurde an Mäusen getestet, wobei sie durch intratumorale Injektion verabreicht wurden. Das bedeutet, dass die Moleküle direkt in die Melanomtumore injiziert werden.

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Von den zehn Mäusen in einer der vier Gruppen waren fünf nach sieben Monaten tumorfrei, so dass die Methode zu etwa 50 Prozent wirksam war.

"In der richtigen Dosis ist das Molekül sicher", sagt Ayala-Ozoco, und sobald der Lichtstrahl auf dem Tumor aktiviert wird, tötet er die beleuchteten Tumorzellen ab.

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