Photodynamische Therapie: Krebszellen mit Farbe besiegen

24. Februar 2015, 13:09
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Wiener Forscher ist es gelungen, die Anlagerung von Methylenblau, eine der gängigsten Substanzen der Photodynamischen Therapie, an die DNA von Krebszellen zu simulieren

Wien - Die Photodynamische Therapie ist ein neues Verfahren zur Behandlung von Krebs und mikrobiellen Infektionen, das vorwiegend in der Dermatologie, aber auch in der Onkologie und Augenheilkunde Anwendung findet.

Dabei wird dem Patienten eine durch Licht aktivierbare Substanz verabreicht, die sich in den Tumorzellen bzw. in den Mikroorganismen anreichert. Durch anschließende Bestrahlung werden toxische Substanzen, insbesondere Sauerstoffradikale, erzeugt, die Krebszellen oder Mikroorganismen abtöten und damit den Tumor vernichten.

Der Vorteil dieser Behandlungsmethode liegt darin, dass keine weiträumige Entfernung von gesundem, nicht vom Tumor befallenem Gewebe notwendig ist.

Methylenblau als Antitumormittel

Die Chemiker Juan Nogueira, Markus Oppel und Leticia González vom Institut für Theoretische Chemie der Uni Wien untersuchen die molekularen Grundlagen der Wirksamkeit von solchen Antitumormitteln.

Das Hauptaugenmerk lag dabei auf dem Verständnis der Mechanismen, die der Photodynamischen Therapie zugrunde liegen. "Eine der am häufigsten eingesetzten Verbindungen für diese Therapie ist Methylenblau", erklärt Gonzalez.

In einer vorangehenden Arbeit konnten die ForscherInnen bereits nachweisen, wie sich das Molekül an die DNA bindet. "Wir konnten allerdings noch keine Aussage treffen, inwieweit die Art der Einlagerung in die Erbsubstanz den Mechanismus der Erzeugung der Sauerstoffradikale beeinflusst", sagt die Chemikerin.

Simulation mit Supercomputer

Mittels Computersimulationen am Supercomputer Vienna Scientific Cluster, den die Universität Wien gemeinsam mit der TU Wien, BOKU, TU Graz und Universität Innsbruck betreibt, ist es den WissenschafterInnen nun gelungen, die Anlagerung von Methylenblau an die DNA des Zellkerns von Krebszellen zu simulieren.

"Es hat sich herausgestellt, dass das eingelagerte Methylenblau durch die DNA von dem in den Zellen vorhandenen Wasser abgeschirmt wird", resümiert Nogueira. Der Mechanismus der Sauerstoffradikalerzeugung ähnelt daher mehr dem Vorgang im Vakuum und nicht, wie bisher angenommen wurde, dem Reaktionsverlauf in wässriger Lösung.

Modifikation für mehr Effizienz

"Dieses neue Verständnis der Reaktionsbedingungen erlaubt es, gezielt nach Modifikationen von Methylenblau zu suchen, welche einerseits die Einlagerung unverändert lässt, andererseits aber die Effizienz der Erzeugung des toxischen Sauerstoffs steigert, indem unerwünschte Nebenreaktionen unterbunden werden", erklärt Nogueira. Durch die gewonnenen Erkenntnisse soll laut Angaben der Wissenschaftler die Wirksamkeit von Methylenblau drastisch erhöht werden. (red, derStandard.at, 24.2.2015)

  • Dem Forscherteam der Uni Wien gelang es, den Mechanismus der Singlettsauerstofferzeugung von Methylenblau, eingebettet in den DNA-Strang, aufzuklären.

    Dem Forscherteam der Uni Wien gelang es, den Mechanismus der Singlettsauerstofferzeugung von Methylenblau, eingebettet in den DNA-Strang, aufzuklären.

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