LED-Licht zerstört Krebszellen und schont gesundes Gewebe

Eine Kombination aus LED-Licht und Zinn-Nanoflakes eröffnet womöglich neue Chancen in der Krebsbehandlung: Sie tötet Tumorzellen präzise ab, schont gesundes Gewebe und könnte Behandlungen kostengünstiger machen.

Die Methode könnte den breiten Einsatz einer auf Licht basierenden Krebstherapie ermöglichen, die bislang durch mehrere Hürden begrenzt ist: hohe Materialkosten, der Bedarf an spezialisierten Einrichtungen und der Einsatz von Lasern, die gesundes Gewebe schädigen können. Sie umgeht diese Hindernisse durch den Einsatz von LED-Technologie und sogenannten SnOx-Nanoflakes und basiert auf einer Zusammenarbeit zwischen der University of Texas at Austin (USA) und der Universität Porto (Portugal).

„Unser Ziel war es, eine Behandlung zu entwickeln, die nicht nur wirksam, sondern auch sicher und zugänglich ist“, erklärte Jean Anne Incorvia an der Cockrell School of Engineering in Austin (USA). „Mit der Kombination aus LED-Licht und SnOx-Nanoflakes haben wir eine Methode geschaffen, Krebszellen präzise zu bekämpfen, während gesundes Gewebe unangetastet bleibt.“

Zielgerichtet gegen Darmkrebs- und Hautkrebszellen

Bei der photothermischen Therapie im nahen Infrarotbereich werden Krebszellen gezielt durch Licht erwärmt, bis sie absterben. In einer aktuellen Studie, veröffentlicht in „ACS Nano“, erzielte die Behandlung bemerkenswerte Ergebnisse bei der Neutralisierung von Darmkrebszellen und Hautkrebszellen. Zur Bewertung der selektiven Zytotoxizität wurden In-vitro-Studien durchgeführt, insbesondere an kolorektalen SW837-Krebszellen und A431-Hautkrebszellen sowie an menschlichen Hautfibroblasten.

Nach 30 Minuten Bestrahlung wurden bis zu 92 Prozent der Hautkrebszellen und 50 Prozent der Darmkrebszellen abgetötet – ohne schädliche Einflüsse auf gesunde menschliche Hautzellen, was die Sicherheit und Selektivität dieses Ansatzes belegt. Die Nanoflocken behielten ihre photothermische Effizienz und strukturelle Integrität auch nach 4 Zyklen der Bestrahlung bei, was auf ihre Stabilität für wiederholte therapeutische Anwendungen hindeutet.

Nach dem Nachweis der Wirksamkeit verfolgt das Forschungsteam zwei Hauptziele: Die Licht- und Wärmereaktion soll weiter untersucht und andere mögliche Katalysatormaterialien erforscht werden. Zudem sollen Geräte entwickelt werden, um die Technologie direkt zu Ärzten und Patienten zu bringen.

Hoffnung auf geringere Kosten und weniger Nebenwirkung

„Unser langfristiges Ziel ist es, diese Technologie weltweit für Patienten verfügbar zu machen – besonders dort, wo der Zugang zu Spezialgeräten begrenzt ist – mit weniger Nebenwirkungen und geringeren Kosten“, sagte Artur Pinto, Forscher an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Porto und Leiter des Projekts in Portugal. „Gerade bei Hautkrebs könnten Behandlungen eines Tages sogar vom Krankenhaus ins Zuhause der Patienten verlagert werden. Ein tragbares Gerät könnte nach einer Operation auf die Haut aufgesetzt werden, um verbliebene Krebszellen zu zerstören und so das Risiko eines Rückfalls zu verringern.“

Incorvia und Pinto wurden 2021 durch das UT Austin Portugal Program zusammengeführt. Seitdem erzielten sie mehrere Durchbrüche, reisten mehrfach zwischen Austin und Portugal und kombinierten ihre Expertise im Einsatz zweidimensionaler Materialien zur Krebsbekämpfung. In diesem Jahr erhielt das Team zusätzliche Fördermittel, um basierend auf den Forschungsergebnissen ein Implantat für Brustkrebspatienten zu entwickeln. (ins)