Nanomedizin: Heilung von Querschnittsgelähmten oder unkalkulierbares Risiko?
Montag, 9. November 2009
West Lafayette/Bristol – Die winzigen Untersuchungsgegenstände, mit denen die Forscher in der Nanotechnologie experimentieren, wecken zugleich Hoffnungen und Ängste – oft grundlos, wie die Aufregung um zwei Studien zeigt, die am Wochenende publiziert wurden.
Die Objekte der Nanotechnologie sind so unvorstellbar klein, dass sie alles durchdringen können. Und selbst, wenn sie auf eine Barriere stoßen, können sie noch eine Fernwirkung jenseits aller mechanischen Grenzen erzeugen. Diesen Eindruck erweckt eine Studie, die Gevdeep Bhabra von der Universität Bristol und Mitarbeiter am Sonntag in Nature Nanotechnology (2009; doi: 10.1038/nnano.2009.313) vorstellten.
Die Forscher versetzten Zellkulturen mit Kobald-Chrom-Partikel in der Größe von 29,5 (± 6,3) Nanometer. Das ist 2500-fach kleiner als der Durchmesser eines einzelnen Haares. Dennoch blieben die Partikel auf der obersten dreilagigen Zellschicht hängen, einem Verband von Krebszellen mit festen Verbindungen untereinander. Unter dieser Zellschicht befand sich eine weitere Zelllage aus Fibroblasten.
Obwohl hier, wie die Autoren versichern, keine Nanopartikel nachweisbar waren, wurden die DNA dieser Zellen geschädigt. Die Autoren vermuten, dass die Nanopartikel in den Zellen der oberen Lage intrazelluläre Signale stimulieren, die dann über Zellverbindungen (Connexine, gap junctions) an benachbarte Zellen weitergegeben werden.
Auch wenn die Autoren betonten, ihr Versuchsaufbau sei kein Modell für die menschliche Haut, entstand der Eindruck, dass Nanopartikel, die außerhalb der Medizin bereits in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, dem menschlichen Körper selbst dann Schäden zufügen, wenn sie gar nicht tief in den Körper eindringen.
Die Pressemitteilung von Nature verstärkte den Eindruck, dass hier eine bedeutende, sprich bedrohliche Erkenntnis vermittelt werde. Hinzu kam, dass die Studie mit Kobald-Chrom durchgeführt wurde, einer in Endoprothesen häufig verwendeten Legierung, deren Abrieb (allerdings kaum in Nanopartikelgröße) auch im Blut nachweisbar ist.
Könnten bisher übersehene Gefahren von diesen Molekülen ausgehen? Die Publizität um die Studie stieß jenseits des Atlantiks auf Unverständnis. Gegenüber Science, dem Hauptkonkurrenten von Nature, wiesen US-Experten darauf hin, dass die Experimente keinerlei Aussagekraft zu den möglichen Risiken der Nanotechnologie liefere.
Dass die Sicherheit von Nanomolekülen geprüft werden müsse, wurde dabei gar nicht bestritten. Dies könnte aber nicht Zellkulturen, sondern nur in toxikologischen Tests gezeigt werden, meinte Günter Oberdörster, eine Nanowissenschaftler der Universität von Rochester im Staat New York.
Und Andrew Maynard vom Woodrow Wilson International Center for Scholars' Project on Emerging Nanotechnologies in Washington ergänzte, dass die britischen Forscher Konzentrationen verwendet hätten, die mehrere tausendfach über den Mengen lägen, die beim Menschen zu erwarten wären, wenn Nanopartikel zur Anwendung kämen.
Diese potenziellen Risiken wäre in jedem Fall dem Nutzen gegenüberstellen, auf die eine weitere Studie in Nature Nanotechnology (2009; doi: 10.1038/nnano.2009.303) hinweist, deren Bedeutung ebenfalls leicht überschätzt werden kann. Die Gruppe um Ji-Xin Cheng von der Purdue University in West Lafayette im US-Bundesstaat Indiana hat Mizellen aus Nanomolekülen gebildet.
Mizellen sind kleine Aggregate, die sich spontan aus amphiphilen Molekülen (also Moleküle mit einem wasserlöslichen und fettlöslichenn Anteil) bilden und mit denen Wirkstoffe im Blut transportiert werden können. Mizellen sind keine neue Erfindung, doch die Aggregate, die Cheng und Mitarbeiter verwendeten, maßen nur 60 Nanometer im Durchmesser. Sie sind damit 100-fach kleiner als Erythrozyten und in der Lage alle Regionen des Körpers zu erreichen.
Die US-Forscher nutzten sie als Transportvehikel für Polyethylenglykol. Diese Chemikalie war in früheren Experimenten an Hunden in der Lage gewesen, eine experimentelle Querschnittsläsion zu lindern (Journal of Neurotrauma 2004; 21: 1767-77).
Die Forscher hatten den Tieren damals die hochtoxische Substanz („Frostschutzmittel“) intravenös appliziert. Die Nanopartikel sind ein Versuch, die Verträglichkeit der Behandlung verbessern, die bisher als rein experimentell einzustufen ist.
Die In-vitro-Experimente der US-Forscher zeigen, dass die Nanopartikel den Wirkstoff abgeben und die Funktion geschädigter Nervenzellen “reparieren”: Die Neurone waren wieder in der Lage, Aktionspotenziale weiterzuleiten.
Laut der Publikation wurden auch Experimente an quadriplegen Ratten durchgeführt, die nach der Therapie angeblich wieder auf allen Vieren laufen konnten. Sichtbare Belege werden allerdings nicht geliefert.
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