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HZDR-Doktorandin stellt Ergebnisse auf Wissenschaftskonferenz Falling Walls Lab vor

Nachricht vom 7.11.2013

Forscher des HZDR arbeiten an Nanopartikeln, die die Diagnose von Tumoren vereinfachen könnten. Ihr Ziel ist es, in den ultrakleinen Teilchen alle Elemente zu kombinieren, die zum Aufspüren erkrankter Zellen benötigt werden. So sollen sie neben einem Kontrastmittel und einer radioaktiven Substanz auch fluoreszierende Moleküle enthalten. Da sich die Nanopartikel durch eine entsprechende Oberflächenmodifizierung fast ausschließlich am Tumor anreichern können, soll es dadurch möglich werden, die erkrankten Gebiete nicht nur über MRT- und PET-Scans abzubilden, sondern sie sogar bei Operationen sichtbar zu machen. Erste Ergebnisse präsentiert nun Karina Pombo Garcia, eine Doktorandin der Arbeitsgruppe „Nanoskalige Systeme“, am 8. November beim Falling Walls Lab 2013 in Berlin.

In Deutschland sterben jedes Jahr rund 200.000 Menschen an Krebs. Viele dieser Todesfälle könnten durch eine frühe Diagnose verhindert werden. Die Methoden zum Aufspüren der erkrankten Zellen werden immer besser, berichtet die Pharmazeutin Karina Pombo Garcia: „Mit dem PET-MRT haben wir ein kombiniertes Verfahren aus Positronen-Emissions-Tomographie und Magnetresonanztomographie, das uns perfekte Aufnahmen davon liefert, wo sich der Tumor im Körper befindet und wie er sich verhält. Dadurch wird es möglich, die Krebserkrankung genau zu diagnostizieren und zu charakterisieren. Für den Kampf gegen die Krankheit ist dies unverzichtbar. Um die Methode anzuwenden, sind spezifische Sonden notwendig, die den Weg zum Tumor weisen.“ Die Doktorandin in der Arbeitsgruppe „Nanoskalige Systeme“ will nun Nanopartikel entwickeln, die alle relevanten Komponenten in sich vereinen und sich direkt an den erkrankten Zellen ablagern.

Als Kern der Alleskönner will die Dresdner Wissenschaftlerin ein Kontrastmittel verwenden. Dabei handelt es sich um eine stark absorbierende Substanz, die aufgrund ihrer Eigenschaften sowie ihrer Verteilung und Wirkung im menschlichen Körper dazu führt, dass bestimmte Strukturen auf den MRT-Aufnahmen deutlicher zu sehen sind. Um das Kontrastmittel zu stabilisieren, will es Garcia mit einer Schicht aus Polymeren umgeben. Anschließend soll zu diesem Konstrukt ein radioaktiver Stoff und ein fluoreszierendes Mittel hinzugefügt werden. „Wenn sich die Nanopartikel am Tumor anreichern, können die erkrankten Zellen dank dieser Substanzen über Bildgebungsverfahren sichtbar gemacht werden“, erläutert die Doktorandin. Damit die Partikel aber auch ihren Weg zum Tumor finden, sollen sie ebenfalls einen Stoff enthalten, der sich gezielt an den Krebsrezeptoren absetzt.

„Gegenwärtig scheitert der Einsatz von nanoskaligen Materialien in der Medizin häufig daran, dass sie als körperfremde Stoffe identifiziert und ausgeschleußt werden“, erläutert Garcia. „Mir geht es nun darum, ob es möglich ist, alle wichtigen Elemente für die Diagnose in einem Partikel zusammenzufassen und gleichzeitig die Immunabwehr zu überlisten.“ Zunächst schien dies nicht zu funktionieren, wie erste Experimente mit Mäusen aufzeigten: „Unsere Nanopartikel haben mit verschiedenen Proteinen interagiert, wodurch sie immer größer, schließlich vom Immunsystem entdeckt und beseitigt wurden, bevor sie überhaupt zu den erkrankten Zellen gelangen konnten.“ Die Pharmazeutin umhüllte die Nanopartikel deshalb mit einer Polymer-Schicht, die sie für die körpereigenen Abwehrmechanismen unsichtbar macht. „Auf diese Weise kann das Immunsystem ausgetrickst und die ultrakleinen Partikel zu speziellen Tumorzellen dirigiert werden.“

Da die Nanopartikel auf verschiedene Tumorarten abgestimmt werden können, könnten sie die Diagnose von Krebserkrankungen verbessern, ist sich Garcia sicher. Erste Ergebnisse präsentiert sie nun beim Falling Walls Lab 2013. Dieses Forum wird am 8. November – einen Tag vor der internationalen Wissenschaftskonferenz Falling Walls, bei der in diesem Jahr unter anderem der chinesische Künstler Ai Weiwei und der israelische Nobelpreisträger Dan Shechtman sprechen – veranstaltet. Aus aller Welt wurden junge Wissenschaftler eingeladen, die an bahnbrechenden Projekten arbeiten. Wenn es Garcia gelingt, die Fachjury mit ihrer dreiminütigen Präsentation zu überzeugen, darf sie als „Young Innovator of the Year“ am nächsten Tag ihre Forschung ebenfalls auf der Falling Walls vorstellen.

Allein die Einladung nach Berlin bedeutet für die Dresdner Wissenschaftlerin aber schon eine große Ehre, wie sie beschreibt: „Im letzten Jahr haben sich mehr als 600 Forscher für das Falling Walls Lab beworben. Deswegen freue ich mich sehr, dass ich es unter die letzten 100 Teilnehmer geschafft habe.“


Kontakt im HZDR:
Karina Pombo Garcia
Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung im HZDR
E-Mail: karina.pombo-garcia@hzdr.de