Krebs mithilfe von Licht bekämpfen – Neuer Ansatz vorgestellt

Photodynamische Therapie zur Behandlung von Krebs erweitert

Bei der sogenannten photodynamischen Therapie zur Behandlung von Krebs werden mithilfe von Licht gezielt Wirkstoffe direkt am Tumor aktiviert. Bislang kann die Methode nur eingeschränkt verwendet werden, da das Prinzip hohe Anforderungen an einen Wirkstoff stellt. Einem japanischen Forschungsteam gelang nun jedoch ein Durchbruch auf diesem Gebiet.

Eine Arbeitsgruppe des Institute of Industrial Science an der University of Tokyo hat einen neuen photodynamischen Ansatz zur Therapie von Krebs vorgestellt. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in dem Fachjournal „Chemical Communications“ präsentiert.

Was sind photodynamische Therapien?

Die photodynamische Therapie wird derzeit nur bei äußerlichen Tumoren eingesetzt, die nicht tiefer als drei Millimeter in die Haut eingedrungen sind. Die Behandlung gilt als verhältnismäßig schonend, da gesundes Gewebe weitgehend nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.

Saures Milieu verhindert die Wirksamkeit

Bei einer Anwendung gegen innerliche Tumoren stießen Forschungsgruppen jedoch auf bislang unüberwindbare Hürden, denn potenzielle Wirkstoffe müssen zum einen durch gewebedurchdringendes Rotlicht aktivierbar sein und zum anderen in einer sauerstoffarmen Umgebung funktionieren, die typischerweise in Tumoren vorhanden ist.

Herkömmliche photodynamische Techniken waren jedoch bislang auf die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies angewiesen, um Tumorzellen zu zerstören. Das sauerstoffarme Milieu der Krebszellen hat der Bildung solcher Radikale jedoch entgegengewirkt.

Alkylradikale sind nicht auf Sauerstoff angewiesen

Mit der neuen Methode, die als Photo-uncaging-System bezeichnet wird, gehen die Forschenden dieses Problem an, indem der Wirkstoff in einer inaktiven Form verabreicht und erst an Ort und Stelle mithilfe des Rotlichts wirksam wird.

Dabei werden sogenannte Alkylradikale freigesetzt. Diese Radikale können im Gegensatz zu Sauerstoffradikalen sowohl in Gegenwart von Sauerstoff als auch ohne Sauerstoff den Zelltod verursachen. Die Arbeitsgruppe verwendete für den neuen Ansatz erstmals Moleküle, die als „Organorhodium(III)-Phthalocyanin(Pc)-Komplexe“ bezeichnet werden.

Ein Rotlicht-Laser aktiviert die Komplexe

„Die von uns entwickelten Komplexe sind bei der Synthese, Reinigung und Messung unter Umgebungslicht sehr stabil, können aber durch einen Laser aktiviert werden, der Rotlichtpulse im Nanosekundenbereich aussendet“, erklärt Studienerstautor Kei Murata.

Darüber hinaus sind solche Laser, die innerhalb einem Milliardstel einer Sekunde pulsieren, laut Murata relativ einfach in der Handhabung.

Erste Erfolge

Im Labor konnte das Team bereits nachweisen, dass Wirkstoffe, die durch die Aktivierung der Organorhodium(III)-Phthalocyanin(Pc)-Komplexe mittels eines Rotlicht-Lasers freigesetzt wurden, Krebszellen effektiv abtöten können.

„Unsere neue Technologie könnte die photochemische Erzeugung einer Vielzahl von Alkylradikalen und Aldehyden ermöglichen, wodurch die örtliche Freisetzung verschiedener bioaktiver Moleküle möglich wäre“, resümiert Studienautor Kazuyuki Ishii.

Das vorgestellte Modell stellt nach Ansicht des Forschungsteams eine Verbesserung gegenüber anderen Photo-uncaging-Systemen dar und eröffnet neue Wege für die Behandlung von Krebs durch Phototherapie. (vb)