Photothermisch wirksames Ultraschall-Kontrastmittel

„Theranostik“ bezeichnet die Kombination eines diagnostischen Tests mit einer spezifischen, auf den Testresultaten basierenden Therapie. Diese integrierte Vorgehensweise soll insbesondere helfen, Krebsleiden gezielter zu behandeln.

Die Ultraschalltechnik (Sonographie) ist ein sicheres und kostengünstiges diagnostisches Verfahren, das Bilder in Echtzeit liefert. Eine Sonde sendet dabei kurze, gerichtete Schallwellenimpulse aus, die in den Gewebeschichten unterschiedlich stark reflektiert und gestreut werden. Geeignete Kontrastmittel, etwa winzige Gasbläschen, können die Empfindlichkeit und die Auflösung der Aufnahmen wesentlich erhöhen.

Die chinesischen Forscher wollten ein neues Kontrastmittel entwickeln, das gleichzeitig ein Wirkstoff für die photothermische Therapie ist. Bei dieser Methode wird ein Mittel, beispielsweise Nanostrukturen aus Gold, gezielt in den Tumor eingeschleust und diese Region dann bestrahlt. Die Goldteilchen werden dadurch sehr heiß und überhitzen das kranke Gewebe, sodass es abstirbt. Gold-Nanostrukturen lassen sich gezielt so einstellen, dass sie nahes Infrarot-Licht absorbieren, eine Wellenlänge, die sehr tief ins Gewebe eindringen kann, ohne es zu schädigen.

Für ihr neues Theranostikum stellten die Wissenschaftler Nanokapseln aus einem biokompatiblen Polymer her, die winzige Wassertröpfchen enthielten. Die Kapseln beschichteten sie mit Gold und entfernten das Wasser durch Gefriertrocknen. Die so entstehenden winzigen luftgefüllten Hohlräume innerhalb der Mikrokapseln sind das eigentliche Kontrastmittel für den Ultraschall. Die Goldschale dagegen dient als photothermisch aufheizbares Therapeutikum.

Im Tierversuch erwies sich das neue multifunktionelle Mittel als nichttoxisch und zeigte eine sehr gute Kontrastverstärkung bei der Ultraschalluntersuchung. Wurden Kulturen von Tumorzellen mit den Mikrokapseln behandelt, ließen sich die Zellen durch Bestrahlung zum Absterben bringen.

Mithilfe des neuen therapeutischen Kontrastmittels könnte ein Tumor zunächst per Ultraschalluntersuchung lokalisiert und seine Größe bestimmt werden. Unter Echtzeit-Überwachung könnte er dann gezielt bestrahlt, der Therapieerfolg begutachtet und so gesundes Gewebe geschont werden.

Quelle: Pressemitteilung der Gesellschaft Deutscher Chemiker e. V., 2. März 2011