Quantenpunkte als Tumorsensor
Fluoreszierende Nanokristalle docken selektiv an Krebszellen an.
Wie gefährlich eine Krebserkrankung ist, hängt wesentlich von der Fähigkeit der Tumorzellen zur Metastasierung ab, das heißt ihrer Ausbreitung und Ansiedlung in anderen Organen. Tumore der Bauchspeicheldrüse gehören wegen ihrer schnellen Metastasierung zu den aggressivsten Krebsarten. Häufig erfolgt die Diagnose erst dann, wenn bereits weitere Organe betroffen sind. Ein wichtiges Ziel der Krebsforschung ist daher, Metastasen frühzeitig zu entdecken und einzudämmen.
Abb.: Nanopartikel mit dem v6-Peptid binden spezifisch an Tumorzellen. (Bild: P. Levkin / KIT)
Das am Karlsruhet Institut für Technologie KIT entdeckte Protein CD44v6 spielt bei der Metastasierung eine wesentliche Rolle: Wie die Forscher im vergangenen Jahr in vorklinischen Studien an Tieren und anhand verschiedener Pankreaskrebs-Modelle nachwiesen, fungiert CD44v6 auf der Zellmembran als Ko-Rezeptor für Signalmoleküle, die bestimmte Enzyme, die Tyrosinkinasen wie MET oder VEGFR-2 aktivieren. Diese Enzyme beeinflussen die Aktivitäten von Tumorzellen maßgeblich: MET treibt ihre Vermehrung, Migration und Invasion voran. VEGFR-2 fördert die Angionese, das heißt das Wachstum von Blutgefäßen, die zur Versorgung des Tumors notwendig sind. Damit stellen MET und VEGFR-2 entscheidende Faktoren für das Wachstum und die Ausbreitung von Krebszellen dar.
Um die KrebsZellen aufzuspüren, die CD44v6 explizieren, setzte die Forschergruppe „Biofunctional Materials“ unter Leitung von Pavel Levkin am Institut für Toxikologie und Genetik und am Institut für Organische Chemie in Kooperation mit Véronique Orian-Rousseau vom ITG des KIT die v6-Peptide – kleine Abschnitte von CD44v6, die aus fünf Aminosäuren bestehen – in abgewandelter Version ein: Die Wissenschaftler nutzen fluoreszierende Quantenpunkte – kleine Nanokristalle aus Cadmiumtellurid –, die sie an ihrer Oberfläche durch v6-Peptide funktionalisierten, um so die Krebszellen zu entdecken. Die fluoreszierenden Quantenpunkte binden spezifisch an CD44v6 exprimierende Zellen und färben diese ein. Das gelang sowohl in Zellkulturen als auch in Tumorgeweben. „Diese Strukturen besitzen damit ein hohes Potenzial für die Entwicklung und Verbesserung von Nanotransportern zur Diagnose“, erklärt Pavel Levkin.
KIT / JOL
