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entdeckt_01_2015

entdeckt 01 .15 PORTRÄT WWW.HZDR.DE zuversichtlich an wie zu Beginn ihres Studiums, als sie nach Dresden kam, um sowohl Chemie zu lernen als auch auf eige- nen Füßen zu stehen. „Nach meiner Doktorarbeit wollte ich auf jeden Fall meinen wissenschaftlichen Horizont erweitern“, sagt Kubeil. Nun zieht es sie mit wenig mehr als einem Koffer auf den fünften Kontinent und in ein junges Forschungsfeld, das mindestens so unerschlossen ist wie das australische Outback. „Erst um die Jahrtausendwende sind die ersten Komplexe entwickelt worden, mit denen Kohlenmonoxid gezielt freigesetzt werden kann“, erläutert die Chemikerin. Denn CO, das beispielsweise gegen Entzündungserkrankungen oder zu hohen Blutdruck eingesetzt werden kann, darf nicht einfach ins Blut gespritzt werden. In hohen Konzentrationen ist es sogar tödlich, weil es irreversibel an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin bindet. „Dann erstickt man“, sagt Kubeil. Deshalb wurden CO-freisetzende Moleküle (CO-Releasing Molecules, CORMs) entwickelt, eine Klasse von Metallcarbonylkomplexen. „Man kann den pH-Wert ändern, Enzyme dazugeben oder die Carbonylkomplexe mit Licht bestrahlen, so dass sie zum ge- wünschten Zeitpunkt und am gewünschten Ort CO freisetzen.“ Mit Licht Gas freisetzen Kubeils Aufgabe ist es, Carbonylkomplexe zu entwickeln, die CO freisetzen, wenn sie mit Licht bestrahlt werden. Licht im sichtbaren Spektralbereich dringt jedoch kaum ins Gewebe ein. Ein Nachteil, wenn es tiefer liegende Tumore zu errei- chen gilt. Deshalb verwendet Kubeil zum einen Infrarotlicht, das weiter ins Gewebe vordringen kann, und zum anderen sogenannte „upconverting nanoparticles“. Wenn diese speziellen Nanopartikel mit Infrarotlicht bestrahlt werden, wandeln sie es in sichtbares Licht um. Dieses fällt dann auf die Carbonylkomplexe, die Kubeil überall an der Oberfläche der „upconverting nanoparticles“ befestigt. Dadurch wird das Kohlenmonoxid freigesetzt, welches dann den gewünschten Effekt auf den Tumor ausübt. Damit sich die Nanopartikel im Tumor anreichern, wird Kubeil sie auch noch mit Zielfindungs- Molekülen, zum Beispiel Somatostatin-Analoga, ausstatten. Diese docken an Strukturen in der Zellmembran an, die besonders häufig bei Krebszellen vorkommen. Erst Quadratmeter, dann Nanometer Ein straffes Programm, das Manja Kubeil mithilfe ihrer erfahrenen Betreuer bewältigen will – dem 2014er Helmholtz- Preisträger Leone Spiccia von der School of Chemistry der Monash University, der 2015 zu einem Gastforschungsauf- enthalt nach Dresden kommt, und Bim Graham vom Monash Institute of Pharmaceutical Sciences. „Mit Metallcarbonyl- komplexen hat man dort Erfahrung, es gibt aber noch keinen, der Licht im sichtbaren Bereich absorbiert“, sagt Kubeil. Wenn der chemische Teil der Arbeit erledigt ist, dann will sie nach- sehen, wie sich ihre „blähenden Nanopartikel“ in den Zellen verhalten. Mit verschiedenen spektroskopischen Methoden und sogar dem Synchrotron an Melbournes Stadtgrenze will die deutsche Chemikerin den winzigen, keine zehn millionstel Millimeter großen Partikeln in der Zelle nachspüren. Was passiert mit den Abbauprodukten der Metallkomplexe nach der CO-Freisetzung? Werden sie aus der Zelle ge- schleust oder sind sie schädlich für die Zellen? Wandern die Nanopartikel in die Zelle oder bleiben sie draußen? Viele offene Fragen. Aber zunächst ist für Manja Kubeil erst einmal eine wichtig und die betrifft nicht die Nanometer- sondern Quadratmeter-Dimension: Ob sie im chronisch überlaufenen Melbourne eine günstig gelegene Wohnung für sich und ihren Ehemann findet. PUBLIKATIONEN: K. Zarschler, M. Kubeil, H. Stephan: „Establishment of two complementary in vitro assays for radiocopper complexes achieving reliable and comparable evaluation of in vivo stabili- ty”, in RSC Advances 2014 (DOI: 10.1039/c3ra47302c) J. A. Barreto, W. O’Malley, M. Kubeil, B. Graham, H. Stephan, L. Spiccia: „Nanomaterials: Applications in cancer imaging and therapy”, in Advanced Materials 2011 (DOI: 10.1002/ adma.201100140) _Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung am HZDR Dr. Manja Kubeil manja.kubeil@monash.edu KONTAKT TRENNUNG: Laborflaschen mit verschiedenen Laufmitteln für ein spezielles Verfahren (HPLC), mit dem chemische Substanzen getrennt und analysiert werden. Foto: Frank Bierstedt

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