"Haarige" Zellulose könnte Nebenwirkungen der Chemotherapie verringern

Ein neues Nanomaterial kann "verirrte" chemotherapeutische Moleküle abfangen, bevor sie gesundes Gewebe schädigen können. Daher besteht die Hoffnung, die Nebenwirkungen der Chemotherapie sowohl während als auch nach der Behandlung zu verringern. Der Hauptbestandteil des Nanomaterials sind "haarige" Nanokristalle aus Zellulose. Die Entwickler behaupten, dass 1 Gramm solcher Kristalle mehr als 6 Gramm des häufig verwendeten Chemotherapeutikums Doxorubicin (DOX) einfangen kann. Damit ist es 320-mal wirksamer als bisherige DNA-basierte Alternativen.

Die Einnahme von Krebsmedikamenten bringt eine ganze Reihe von Nebenwirkungen mit sich, wie z. B. Haarausfall, die Entwicklung von Blutarmut und Gelbsucht. Die Wissenschaftler versuchen, diese Auswirkungen zu minimieren, indem sie nach Möglichkeiten suchen, die Konzentration der im Blut zirkulierenden Chemotherapeutika zu verringern. Zu den vorgeschlagenen Lösungen gehören die Verwendung von Kathetern mit speziellen Harzen oder die Einführung von mit DNA beschichteten magnetischen Nanopartikeln in den Körper.

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Diese Methoden sind jedoch nicht ohne Nachteile. Externe Geräte wie Katheter sind nicht nur groß, sondern können auch nur sehr wenig DOX entfernen, nämlich nur wenige Mikrogramm pro Milligramm Absorptionsmittel in mehreren Minuten. Die Entfernung einer physiologisch relevanten Menge DOX würde einen bis zu 50 cm langen Katheter erfordern, was für die Patienten sehr unangenehm wäre. Eine gute Alternative sind daher Nanopartikel mit einer geeigneten elektrischen Ladung, die sich im Blut mit Chemotherapeutika verbinden. Das Problem ist jedoch, dass Blut eine komplexe Flüssigkeit ist, in der Nanopartikel schnell ihre Ladung verlieren können.

Forscher der Pennsylvania State University haben eine Lösung für dieses Problem gefunden. Die Forscher, die unter der Leitung von Professor Amir Sheikhi arbeiteten, zerlegten Zellulosefasern in Nanokristalle und platzierten sie dann zwischen ungeordneten Zellulosefragmenten. Diese Zellulose-'Haare' sind eigentlich Klumpen von Biopolymeren. Sie verstärken in hervorragender Weise die Fähigkeit der in ihnen enthaltenen Kristalle, sich mit Drogen zu verbinden. In Experimenten stellten die Forscher fest, dass 1 Gramm solcher Nanokristalle mehr als 6 Gramm DOX in einem Serum binden kann. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die gesamte Struktur bei Kontakt mit Blut ihre Eigenschaften nicht verliert, die roten Blutkörperchen nicht schädigt und das Zellwachstum nicht beeinträchtigt.

Die Forscher beschrieben ihre Erfindung in Materials Today.  Sie kündigten an, dass sie mit der Arbeit an einem minimalinvasiven Gerät zur Entfernung unerwünschter Substanzen aus dem Blut beginnen werden.