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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Farbstoffe und Licht sollen Krebszellen zerstören |
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Mehr und mehr konzentriert sich die Krebsforschung auf Therapien, die es möglich machen sollen, Krebszellen gezielt zu bekämpfen. Denn Chemotherapien können nicht zwischen "gesunden" und "kranken" Zellen unterscheiden und zerstören beide.
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Resistenzen gegen Chemotherapie
Zudem reagieren im fortgeschrittenen Stadium nurmehr 15 bis 20 Prozent aller Krebsarten mit einer kompletten Tumor-Rückbildung auf Chemotherapeutika. Das bedeutet, fast 80 Prozent der verschiedenen Krebsarten sind oder werden während der Behandlung gegen diese Therapeutika resistent. |
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Neuer Ansatz: Lichttherapie |
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Eine neue Form der Krebstherapie könnte in Zukunft die Behandlung mit so genannten Photochemotherapeutika, wie sie bereits bei bestimmten Hautkrankheiten eingesetzt werden, darstellen: Lichteinstrahlung soll gezielt die Krebszellen schädigen und damit unschädlich machen.
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Krebs und Krebszellen
Mit dem Wort "Krebs" beschreibt man in der Umgangssprache so genannte bösartige Neubildungen. Diese "malignen" Neubildungen bestehen aus "entarteten" Zellen, die anders aussehen, sich anders und schnell teilen und dabei das gesunde Gewebe zerstören.
Sie wandern von ihrem Ursprungsort aus über Blut oder das Lymphsystem in andere Organe und vermehren sich dort als Tochtergeschwülste (Metastasen) weiter. Mehr als die Hälfte aller Krebsarten weist zum Beispiel eine Mutation des p53-Gens auf. Durch den Defekt dieses Gens kommt es zu einer vermehrten Zellteilung und einer raschen Verbreitung der Krebszellen. Eigenschaften, welche die Krebszellen so gefährlich machen. |
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Organische Moleküle gegen Krebs |
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Mit dem Design von organischen Farbmolekülen, die an die DNA von Krebszellen binden, beschäftigt sich im Institut für Organische Chemie der Universität Würzburg die Arbeitsgruppe von Heiko Ihmels.
Die Chemiker untersuchen die Mechanismen, die einerseits zur Bindung der Moleküle an spezifische Bereiche der DNA führen und andererseits bei Lichteinstrahlung zu deren Zerstörung führen.
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Farbstoffe und Licht zerstören Zellen |
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Die dort entwickelten Farbstoffe binden zunächst an die DNA. Bestrahlt man schließlich ein solches Farbstoff-DNA-Gemisch mit sichtbarem, energiearmem UV-Licht, führt das zur Schädigung der Nukleinsäure.
"Moleküle mit derartigen Eigenschaften weisen ein hohes Potenzial für die Phototherapie von Krebs oder Hautkrankheiten auf. Wenn sich die Farbstoffe nämlich selektiv an die DNA krankhafter Zellen anlagern, so können diese unerwünschten Zellen durch die Bestrahlung zerstört werden", so Ihmels.
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DNA
Aus DNA (Desoxyribonucleinsäure) bestehen die Gene. Über Millionen von Zellgenerationen werden diese unverändert weitergegeben, weil die DNA die Fähigkeit zur identischen Reduplikation hat. Veränderungen in den Erbfaktoren treten spontan oder induziert durch Mutationen auf.
In der Reihenfolge der Basen der DNA (genetischer Code) ist die genetische Information zur Proteinsynthese enthalten. DNA ist eine polymere Verbindung, die aus Nukleotiden aufgebaut ist. Sie bestehen aus stickstoffhaltigen Basen, Phosphorsäure-Rest und Zucker. Die Basen sind Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. DNA enthält als Zucker Desoxyribose.
Die Struktur ist die einer Doppelhelix: Zwei Polynukleotidfäden sind schraubenförmig ineinander gewunden. Der gesamte DNA-Gehalt einer Zelle ist von Organismus zu Organismus unterschiedlich. Die verschiedenen Gewebezellen eines Organismus haben den gleichen DNA-Gehalt mit Ausnahme der Keimzellen, die nur 50 Prozent der DNA der Gewebszellen desselben Organismus enthalten. |
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 Mehr über DNA |
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Gesundes Gewebe bleibt unbeeinflusst |
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Wichtig sei vor allem die Tatsache, dass energiearmes Licht verwendet werde. Denn dieses lasse das gesunde Gewebe unbeeinflusst, erklärt Ihmels gegenüber science.orf.at.
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So lässt sich unerwünschte DNA, zum Beispiel in Krebszellen und Viren, zerstören: Ein Farbstoff bindet an eine bestimmte Stelle der DNA. Nach der Einstrahlung von Licht schädigt er dann das Erbmolekül (Kreis rechts).
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Suche nach organischen Wirkstoffen gegen Krebs |
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Langfristig wollen die Forscher neuartige organische Wirkstoffe zugänglich machen, die in der Lage sind, ausschließlich an unerwünschte DNA zu binden und diese unter Einstrahlung von energiearmem Licht zu zerstören.
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Forschung für die Anwendung |
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Von einer tatsächlichen therapeutischen Anwendung ist man allerdings im Augenblick noch weit entfernt, schränkt Ihmels gegenüber science.orf.at ein. Der Ansatz der Chemiker ist es, in der Grundlagenforschung die genauen Hintergründe der Lichttherapie zu klären, denn die sind bisher nur wenig verstanden.
Daher variieren die Forscher systematisch den verwendeten Farbstoff und wollen so in den nächsten Jahren Daten gewinnen, die in Zusammenarbeit mit Pharmazeuten für die Entwicklung einer spezifischen Krebstherapie verwendet werden können.
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01.01.2010 |
