09:17 22 Oktober 2018
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    Krebsdiagnose in einem russischen Forschungszentrum

    Russische Forscher entwickeln Mikrokapseln mit Quantenpunkten zur Krebsdiagnose

    © Sputnik / Kirill Kalinnikow
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    Forscher der Moskauer Universität für Nuklearforschung MEPhi (Institut für Biomedizin) haben in Zusammenarbeit mit ausländischen Kollegen Polyelektrolytmikrokapseln mit integrierten Quantenpunkten, die zur Diagnose und Behandlung von Krebs eingesetzt werden können, entwickelt.

    An dem Projekt waren die Forscher des MEPhI-Laboratoriums für Nano-Bioengineering, Galina Nifontowa, Maria Sweisgne, Maria Barischnikowa und Igor Nabijew, vom Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin (Deutschland), von der Université de Reims Champagne-Ardenne (Frankreich) sowie der Staatlichen Hochschule für Physik und Technik Moskau beteiligt.

    Polyelektrolytmikrokapseln sind eines der vielversprechendsten Mittel zur gezielten Verabreichung und kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen, Kontrastmitteln und Fluoreszenzmarkierungen zur Diagnose und Behandlung von verschiedenen Krankheiten, einschließlich Krebs.

    Dekompressionskammer für Laserstrahlen-Experimente
    © Foto : ELI Beamlines

    Die Forscher entwickelten ein Verfahren zur Gewinnung von Mikroteilchen mit einer mehrschichtigen Hülle aus entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten, in denen Quantenpunkte — fluoreszierende Nanokristalle mit heller Lumineszenz und hoher Photostabilität integriert sind. Diese Eigenschaften der Nanokristalle machen sie zu den attraktiven fluoreszierenden Markierungen zur Visualisierung der intrazellulären Penetration und Verabreichung von Mikrokapseln.

    Die Möglichkeit, die in unterschiedlichen Spektralbereichen fluoreszierenden Quantenpunkte in theranostische Systeme für Diagnostik und Medikamentenverabreichung auf Basis von Polyelektrolytmikrokapseln einzubetten, eröffnet auch breite Perspektiven für die Zurückverfolgung ihres Transports in dem Körper.

    „Experimente haben gezeigt, dass die Mikrokapseln auch auf intrazellulärer Ebene zurückverfolgt werden können — durch die Verteilung der Kapseln und deren Inhalte auf den Zellkompartimenten“, sagte die Expertin vom MEPhI-Laboratorium für Nano- Bioengineering und Leiterin des internationalen Projekts, Galina Nifontowa.

    Ihr zufolge zeigt die Analyse der Eigenschaften der optisch kodierten Mikrokapseln, dass sie als Basis für die Entwicklung von wirksamen theranostischen Mitteln neuer Generation dienen können. „Das heißt, Mittel, die sowohl zur Diagnostik als auch zur gezielten Verabreichung von Medikamenten dienen“, erklärte sie.

    Die Forscher haben einen optimalen Gehalt der Quantenpunkte für die Kodierungsprozedur bestimmt, die optimale Fluoreszenzeigenschaften der codierten Mikrokapseln gewährleisten.

    Aus den Ergebnissen der Studie, die in der Zeitschrift Nanoscale Research Letters veröffentlicht wurden, ging hervor, dass die Zellen Mikrokapseln und insbesondere murine Makrophagen resorbieren. Dies bestätigte die Möglichkeit einer effizienten Nutzung des entwickelten Systems für die Visualisierung von lebenden Zellen sowie den Transport und die Verabreichung von Mikrokapseln in lebenden Zellen.

    Diese Arbeit wurde mit Unterstützung des Programms für Staatsaufträge zum Thema „Multifunktionale reizempfindliche Mikrokapseln und Nanokristalle zur frühzeitigen Diagnose und wirksamen Behandlung von Lungenkrebs und Brustkrebs“ erfüllt.

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    Tags:
    Behandlung, Heilung, Diagnose, Forschung, Krebs, Nationale Universität für Nuklearforschung (MEPhi), Russland