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Dem Krebs mit Nano-Partikeln auf der Spur

HZDR-Doktorandin Kritee Pant erhält Nachwuchspreis auf Radiopharmazie-Kongress in Dresden

Pressemitteilung vom 17. Mai 2017

Kritee Pant arbeitet als Doktorandin am HZDR daran, ultrakleine Nano-Teilchen für die Krebsdiagnostik zu ertüchtigen. Sie erhält am 17. Mai 2017 den Nachwuchspreis des WILEY-Verlags.
Kritee Pant arbeitet als Doktorandin am HZDR daran, ultrakleine Nano-Teilchen für die Krebsdiagnostik zu ertüchtigen. Sie erhält am 17. Mai 2017 den Nachwuchspreis des WILEY-Verlags.
Foto: HZDR/O.Killig
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Am heutigen Mittwoch, dem 17. Mai 2017, erhält die Doktorandin Kritee Pant einen von vier begehrten Nachwuchspreisen des US-amerikanischen WILEY-Verlags. Diese werden auf dem „Internationalen Symposium der radiopharmazeutischen Wissenschaften“ (ISRS 2017), das vom 14. bis 19. Mai in Dresden stattfindet, überreicht. Kritee Pant beschäftigt sich am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mit ultrakleinen Nano-Partikeln. Ihr Ziel ist es, diese als Multi-Talente für eine bessere Diagnose von Krebs einsetzen zu können. Aber auch in der Forschung könnten die von ihr ertüchtigten, winzigen Teilchen wertvolle Dienste leisten. Bereits im Jahr 2014 erhielt der HZDR-Wissenschaftler Dr. Rares Moldovan den sogenannten „WILEY Award“ auf dem Radiopharmazie-Kongress in Südkorea.

Die Doktorarbeit hat sie bereits an der TU Dresden eingereicht, nun freuen sich die Doktorandin Kritee Pant und ihr Betreuer am HZDR, Dr. Holger Stephan, über den „WILEY Award“. Ausgezeichnet werden Kritee Pants Forschungsarbeiten zu Nano-Partikeln. Diese müssen über sehr unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen verfügen, damit sie sich in Zukunft für die Krebserkennung als geeignet erweisen. Prinzipiell müssen sie ultraklein sein, also kleiner als zehn Nanometer – ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Nur so können sie im Patientenkörper schnell zum Tumor gelangen und bleiben beispielsweise nicht in der Lunge oder in der Leber stecken.

Die kleinen Teilchen müssen zudem mit mehreren wünschenswerten Funktionen ausgestattet werden. Dazu fallen Kritee Pant eine ganze Reihe von Punkten ein: „Es ist enorm wichtig, die Nano-Partikel zu tarnen, sie also für den Körper unsichtbar zu machen. Sonst werden sie vom körpereigenen Immunsystem ausgeschaltet. Um das Krebsgewebe aufspüren und dort eine feste Bindung eingehen zu können, braucht es auf der Oberfläche unserer Teilchen zielsuchende Einheiten, die mit den passenden Andock-Stellen auf der Zelloberfläche interagieren. Und schließlich müssen sie so funktionalisiert sein, dass sie Informationen aus dem Patientenkörper senden. Am Ende muss das Krebsgewebe in einem Bild sichtbar sein.“

Dazu setzt die Doktorandin auf zwei unterschiedliche Möglichkeiten. Einerseits verwandelt sie die Nano-Partikel mithilfe einer radioaktiven Markierung – sie benutzt dafür das Radionuklid Kupfer-64 – in radioaktive Sonden. Die Strahlung kann von außen mit Detektoren gemessen und in ein dreidimensionales Bild umgerechnet werden. Diese Bildgebungsmethode heißt Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Andererseits hat Kritee Pant auch fluoreszierende Moleküle angebracht. Damit lassen sich genauere Informationen aus dem Krebsgewebe gewinnen, denn die Auflösung liegt hier nicht im Millimeter-, sondern im Mikrometer-Bereich und darunter. Mit diesem sogenannten Fluoreszenz-Imaging ist es möglich, den Weg des Nano-Partikels bis in die Zelle oder gar in den Zellkern zu verfolgen. Vorgänge in Krebszellen aufzuklären ist gegenwärtig ein intensiv bearbeitetes Forschungsgebiet weltweit.

„Es ist eine große Kunst, die Oberfläche von Nano-Partikeln mit vielen verschiedenen Funktionen auszustatten. Diese müssen nicht nur im Reagenzglas, sondern auch im lebenden Organismus sicher ablaufen“, so der Betreuer Holger Stephan. „Eine weitere Leistung von Kritee Pant liegt darin, dass sie ihre chemischen Arbeiten in einem fachübergreifenden Umfeld zum Erfolg geführt hat.“ Mehrere Arbeitsgruppen im Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung des HZDR sowie der Freien Universität Berlin – die Grundstruktur der ultrakleinen Partikel stammt von dort – und der Monash-Universität im australischen Melbourne waren beteiligt.

So verwendete die Doktorandin ein zielsuchendes Molekül, das bereits zuvor unter Bedingungen erfolgreich getestet werden konnte, die der Situation im Patienten sehr ähnlich sind. Es handelt sich um ein kleines Fragment einer besonderen Art von Antikörpern, die nur bei Kamelen und Lamas vorkommen. Bei ihren Experimenten mit funktionalisierten Nano-Teilchen konnte sie außerdem auf große Unterstützung durch ihre biowissenschaftlichen Kollegen zählen. Nicht zuletzt sind Kritee Pants Arbeiten eingebettet in das starke Forschungsumfeld in Dresden: Die Radiopharmazeuten des HZDR arbeiten eng mit der Dresdner Hochschulmedizin im gemeinsam getragenen OncoRay-Zentrum sowie im neuen Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Dresden zusammen, an dem auch das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) beteiligt ist.

Große Vorteile durch große Oberfläche der Nano-Partikel

Welche Vorteile aber haben die neuen Nano-Partikel im Vergleich zu den viel kleineren Molekülen, die üblicherweise als radioaktive Sonden (Radiotracer) für die Krebsdiagnostik eingesetzt beziehungsweise erforscht werden? „An unsere Teilchen können wir viele gleichartige, aber auch unterschiedliche Gruppen binden. Deshalb ist es uns Chemikern möglich, sie mit einer Vielzahl von Funktionen auszustatten. Wir nutzen die vergleichsweise große Oberfläche beispielsweise aus, um nicht nur eine einzige, sondern viele identische tumorsuchende Einheiten daran zu binden. Das erhöht die Erfolgschancen, dass die Teilchen im Krebsgewebe andocken“, erläutert Kritee Pant. Sie hat ihre Ergebnisse bisher in vier hochrangigen Publikationen veröffentlicht und auf einer internationalen Konferenz auch schon einen Preis für einen Kurzvortrag gewonnen.

WILEY-Award 2017

Neben Kritee Pant werden am 17. Mai drei weitere junge Wissenschaftler aus Deutschland, Australien und Polen mit dem Nachwuchspreis des Verlags „John Wiley & Sons“ geehrt. Der Preis wird traditionell auf dem alle zwei Jahre ausgerichteten Radiopharmazie-Kongress der „Society of Radiopharmaceutical Sciences – SRS“ vergeben. In Dresden stehen vom 14. bis zum 19. Mai 2017 neue, radioaktiv markierte Substanzen im Fokus. Diese sollen dabei helfen, Krebserkrankungen besser zu diagnostizieren und in Zukunft auch wirksam zu therapieren. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Diagnose von neurodegenerativen, neuropsychiatrischen oder entzündlichen Krankheiten. Mehr als 850 Wissenschaftler nehmen an der Konferenz teil. 


Weitere Informationen:

Prof. Jörg Steinbach | Dr. Holger Stephan

Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung am HZDR

Tel. +49 351 260-3170 | -3091 E-Mail: j.steinbach@hzdr.de | h.stephan@hzdr.de

Medienkontakt:

Christine Bohnet | Pressesprecherin und Leitung HZDR-Kommunikation

Tel. +49 351 260-2450 | E-Mail: c.bohnet@hzdr.de

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf | Bautzner Landstr. 400 | 01328 Dresden