Nanotechnologie macht Chemotherapie 20’000-mal wirksamer
Forschende der Northwestern University haben ein altbekanntes Krebsmedikament neu designt. Der Nanowirkstoff greift Tumorzellen gezielt an. Gesundes Gewebe bleibt dabei verschont.
Sarah Bourdely6.11.20253"
Chemotherapien sind wirksam, aber unspezifisch. Sie greifen auch gesunde Zellen an und verursachen schwere Nebenwirkungen. Forschende der Northwestern University zeigen nun, dass es auch anders geht.
Das Team um Chad A. Mirkin hat den Wirkstoff 5-Fluorouracil (5-FU) –seit Jahrzehnten Standard in der Onkologie – in eine Nanostruktur eingebettet. In Tierexperimenten tötete der neu designte Nanowirkstoff 20’000-mal mehr Leukämiezellen als die herkömmliche Substanz. Gleichzeitig blieb gesundes Gewebe unversehrt.
Die Studie ist in «ACS Nano» erschienen.
Stärkere Wirkung, geringere Toxizität
Kern des Ansatzes sind sphärische Nukleinsäuren (SNA) – winzige kugelförmige Partikel, deren Oberfläche mit DNA-Strängen überzogen ist. In diese Strukturen integrierten die Forschenden die 5-FU-Moleküle direkt in die DNA-Ketten. Krebszellen, insbesondere myeloische Zellen bei akuter myeloischer Leukämie, nehmen diese Partikel besonders leicht auf.
Kurz erklärt: Spherical Nucleic Acids (SNAs)
SNAs bestehen aus einem Nanokern, umgeben von dicht gepackten DNA- oder RNA-Strängen. Zellen erkennen diese Strukturen über sogenannte Scavenger-Rezeptoren und nehmen sie bevorzugt auf. Das macht sie zu vielversprechenden Vehikeln für gezielte Wirkstoffabgabe.
Im Zellinneren zerlegen Enzyme die DNA-Hülle und setzen das Chemotherapeutikum gezielt frei. So gelangt die Substanz direkt dorthin, wo sie wirken soll – ohne gesundes Gewebe zu schädigen.
In Mausmodellen gelangte der Wirkstoff 12,5-mal effizienter in Leukemiezellen, vernichtete diese bis zu 20’000-mal effektiver und verlangsamte das Tumorwachstum um das 59-Fache. Gleichzeitig blieb gesundes Gewebe unversehrt.
Neue Ära der «strukturellen Nanomedizin»
Die Forschenden sehen in der Methode einen Beweis für das Potenzial sogenannter struktureller Nanomedizin, bei der nicht nur der Wirkstoff, sondern auch seine molekulare Anordnung gezielt gestaltet wird. Bereits sieben SNA-basierte Therapien befinden sich laut Northwestern University in klinischer Prüfung – unter anderem gegen Krebs, Infektions- und Autoimmunerkrankungen.
«Wenn sich diese Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, wäre das wirklich ein spannender Fortschritt. Es würde eine wirksamere Chemotherapie, bessere Ansprechraten und weniger Nebenwirkungen bedeuten», so Studienleiter Mirkin.
Zur Originalpublikation:
- Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, et al.: «Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids», in: «ACS Nano», Oktober 2025.
- DOI: 10.1021/acsnano.5c16609
