Anthrazykline sind „Schlüsselbestandteile“ in der Behandlung der „Akuten Myeloischen Leukämie“ (AML), einer lebensbedrohlichen Blutkrebserkrankung. Einer der wichtigsten Vertreter dieser Substanzklasse ist Doxorubicin (DOX). In enger Kooperation haben Wissenschaftler um Professorin Tanja Weil, Leiterin des Instituts für Organische Chemie III, Professor Christian Buske (Leiter Experimentelle Tumorforschung, Comprehensive Cancer Center Ulm/CCCU) und PD Dr. Michaela Feuring–Buske, Universitätsklinik für Innere Medizin III, ein neues Biopolymer als Transportsystem für die krebshemmenden Wirkstoffe entwickelt. Bisher hilft die Chemotherapie mit Anthrazyklinen nicht allen AML-Patienten und löst womöglich starke Nebenwirkungen aus. Dank des neuen Trägers könnte die Wirkdosis der Anthrazykline an Leukämiezellen erhöht und so eine Chemotherapie-Resistenz durchbrochen werden. Durch die gezieltere Anwendung werden Nebenwirkungen an gesunden Zellen eventuell verringert. Ihre Erkenntnisse zu dem innovativen „Nano-Transportsystem“ haben die Wissenschaftler kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Advanced Healthcare Materials“ veröffentlicht.
Die AML ist eine Erkrankung des blutbildenden Systems, die vor allem ältere Menschen betrifft. Ohne Behandlung können Patienten innerhalb einiger Wochen sterben. Allerdings sprechen bis zu 80 Prozent der Betroffenen auf eine Anthrazyclin-basierte Erstbehandlung an. Als gefährliche Nebenwirkung attackiert das Krebsmittel auch gesunde Körperzellen – zum Beispiel im Herzmuskel. Infolgedessen leiden einige der ohnehin geschwächten Patienten an Herzrhythmusstörungen und –insuffizienzen.
Auf der Reise durch den Blutstrom verliert das Krebsmittel zudem an Wirksamkeit. Schuld ist eine rasche Verstoffwechselung. Einige Tumore entwickeln im Laufe der Chemotherapie sogar Resistenzen gegen Anthrazycline wie DOX oder sprechen gar nicht auf die Wirkstoffe an. „Einen vielseitig einsetzbaren Träger, der Wirkstoffe gezielt, mit einem hohen Therapieerfolg in Krebszellen transportiert und wenige Nebenwirkungen verursacht, gab es noch nicht“, begründen die Autoren ihre Forschungsmotivation.
Mit einem neuartigen Verfahren haben die Ulmer Forscher jetzt von menschlichen Proteinen abgeleitete Biopolymere als Wirkstoff-Träger hergestellt. Der Vorteil: Dank ihrer „Zwiebelstruktur“ können diese Transporter zahlreiche DOX-Moleküle aufnehmen und mit geringem Wirkverlust in Tumorzellen bringen. Am „Einsatzort“ werden die krebshemmenden Substanzen in zwei Stufen gezielt freigesetzt. Im Tiermodell verbuchen die Forscher erste Erfolge: Die Überlebensrate der so behandelten „Krebskranken“ war signifikant erhöht. „Das Biopolymer könnte dabei helfen, die nächste Generation von Chemotherapeutika noch effektiver und sicherer zu machen“, sagt Tanja Weil. Allerdings seien weitere pharmakologische Studien nötig, um das Wirken des neuen Nano-Transporters im menschlichen Körper zu verstehen.
„In den nächsten Untersuchungen soll die verbesserte Wirkung des neuen Anthrazyklin-Wirkstoffträgers an primären Patientenproben bestätigt werden. In Zukunft möchten wir auch Chemotherapiekombinationen über den neuen Träger gezielt an leukämische Zellen abgeben“, sagt Christian Buske. „Aus klinischen Studien ist bekannt, dass Leukämiezellen auf Chemotherapiekombinationen, die zum Beispiel Anthrazykline mit dem Antimetaboliten Ara-C kombinieren, besser ansprechen als auf Monotherapien.“ Die Arbeit wurde in enger Kooperation von Wissenschaftlern des Instituts für Organische Chemie III (Makromolekulare Chemie), des Instituts für Experimentelle Tumorforschung am Comprehensive Cancer Center ULM (CCCU und der Ulmer Universitätsklinik für Innere Medizin III durchgeführt. Sie ist von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Zuge des Sonderforschungsbereichs 625 (Universität Mainz), des Projekts P3246 029 sowie der Alexander von Humboldt-Stiftung finanziell unterstützt worden.
Yuzhou Wu, Susann Ihme, Michaela Feuring-Buske, Seah Ling Kuan, Klaus Eisele, Markus Lamla, Yanran Wang, Christian Buske, and Tanja Weil. A core-shell albumin copolymer nanotransporter for high capacity loading and two-step release of doxorubicin with enhanced anti-leukemia activity. Advanced Healthcare Materials. http://doi.wiley.com/10.1002/adhm.201200296
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