Ceroxid-Nanopartikel könnten die Folgen mindern

Während einer Minderdurchblutung von Hirnarealen kommt es zur Bildung und Ansammlung von reaktiven Sauerstoffverbindungen, wie Superoxid-Radikalanionen, Wasserstoffperoxid und Hydroxyl-Radikalen, die oxidative Schäden verursachen.

Bisher gibt es noch keine Möglichkeit, die Nerven gegenüber den oxidativen Schäden nach einem akuten ischämischen Schlaganfall zu schützen. Nanopartikel aus Ceroxid könnten einen neuen Ansatz für eine Therapie darstellen, hoffen Seung-Hoon Lee, Taeghwan Hyeon und ihr Team von der Seoul National University.

In der Zelle gibt es Enzyme, die reaktive Sauerstoffspezies abbauen können: Superoxid-Dismutasen, die Superoxid-Anionen zu Wasserstoffperoxid umwandeln, und Katalase, die Wasserstoffperoxid spaltet. Ceroxid-Nanopartikel können beides. Der Grund: Im Ceroxid-Kristall liegt Cer als Ce⁴⁺ vor. Wenn die Partikelgröße aber in den Bereich weniger Nanometer reduziert wird, entstehen an der Oberfläche Stellen, an denen Sauerstoffatome fehlen, hier liegt Ce³⁺ vor, das sich leicht wieder zu Ce⁴⁺ oxidieren lässt und reversibel Sauerstoff binden kann.

Die Forscher behandelten Zellkulturen mit einer Substanz, welche die Konzentration reaktiver Sauerstoffspezies erhöht, was zu einem vermehrten Absterben der Zellen führt. Eine Behandlung mit Ceroxid-Nanopartikeln verbesserte die Überlebensrate drastisch. Im Tierversuch lösten sie dann einen ischämischen Schlaganfall bei Ratten aus. Dabei konnten intravenös gespritzte Ceroxid-Nanopartikel das Hirninfarktvolumen und die Nervenschäden deutlich reduzieren.