Empa-Forschende machen Tumorzellen empfindlicher für Bestrahlung

Forschender der Empa haben ein Syntheseverfahren entwickelt, um hochwertige Nanopartikel im industriellen Massstab produzieren zu können. Ziel ist, die winzigen Teilchen für wirksamere und sanftere Strahlentherapien bei Krebs zu nutzen.

In Krebszellen eingeschleuste Nanopartikel könnten helfen, die bösartigen Zellen empfindlicher gegenüber Strahlentherapien zu machen und somit deren Wirksamkeit zu verbessern. Klinische Studien etwa für winzige Gold- oder Hafniumteilchen stimmen die Fachwelt bereits zuversichtlich.

Ein Problem für die klinische Anwendung ist bislang, dass sich die winzigen Teilchen nicht hochwertig im industriellen Massstab herstellen lassen. Dies ist nun einem Team der Empa gelungen, wie es im Fachblatt «Chemistry of Materials» berichtet. «Dank der Herstellungsart können sogar mehrere Kilogramm am Tag synthetisiert werden.» Das erklärte Erstautor Lukas Gerken gemäss einer Mitteilung der Empa vom Donnerstag.

Das Team um Gerken und Inge Herrmann machte dann auch gleich die Probe aufs Exempel im Labor. Sie stellten einige Gramm von Hafnium-, Zirconium- und Titanoxiden her. Damit verglichen sie deren Wirksamkeit in Zellkulturen untereinander und mit Gold-Nanopartikel.

Demnach reicherte sich insbesondere Hafniumdioxid in grossen Mengen in den Zellen an. Eine halbe Milliarde Nanopartikel gelangten in jede einzelne Zelle, ohne dabei giftig zu sein, wie die Empa schrieb. Damit übertrumpften die Hafniumteilchen sogar die Goldteilchen um das zehn bis dreissigfache. Letztere gelten derzeit in der Strahlungstherapie als Goldstandard.

Auch bei der Bestrahlung von Tumorzellen entpuppte sich Hafnium als vielversprechender Kandidat. Hafniumdioxid tötete demnach die bösartigen Zellen wirksam und schonend ab, gesunden Zellen konnte das Metalloxid jedoch nichts anhaben. Denn laut Forschenden liefert die Studie wichtige Grundlagen für künftige Entwicklungen in der Nanomedizin. Die neu präsentierte Methode erlaube anderen Wissenschaftlern, die winzigen Teilchen in klinisch relevanten Qualitäten und Mengen herzustellen.