Melanom: Behandlung mit niederenergetischem Laserlicht und Nanopartikeln

Forschende der Oregon State University (USA) haben Nanopartikel entwickelt, mit denen Melanome mittels niedrigenergetischem Nahinfrarot-Laser zerstört werden können, ohne das umliegende gesunde Gewebe zu schädigen.

Die Nanopartikel werden systemisch verabreicht und reichern sich selektiv im Tumorgewebe an. Unter Bestrahlung mit niedrigenergetischem Nahinfrarot-Laser (NIR-Laser) erhitzen sie sich und führen zur thermischen Zerstörung der Melanomzellen, während gesundes Gewebe verschont bleibt. Grundlage ist ein theranostisches System (Diagnostik und Therapie in einem), das auf Goldnanostäbchen basiert, die mit einer Eisen-Kobalt-Hülle ummantelt und dicht mit einem NIR-absorbierenden Farbstoff beladen sind. Dieser Farbstoff wandelt Nahinfrarotlicht in Wärme um.

Minimalinvasiver Ansatz im Mausmodell erfolgreich

Ein Schlüsselelement der Plattform ist die Nutzung des Resonanzenergietransfers, eines nanoskaligen Prozesses, bei dem Energie hoch effizient von einem Molekül auf ein anderes übertragen wird. Dadurch erhitzen sich die Partikel bereits bei Laserleistungen deutlich unterhalb der zulässigen Haut-Grenzwerte. Die Sicherheitsgrenze für die Leistungsdichte liegt bei etwa 0,33 W/cm². Im Mausmodell konnte mit 0,25 W/cm² in einem Melanommodell eine vollständige Ablation des Tumors durch eine einmalige Behandlung erreicht werden.

Viele Melanome werden bislang chirurgisch mit großen Resektionsreserven behandelt, um möglichst alle Tumorzellen zu entfernen. Demgegenüber ist die Photothermotherapie ein minimalinvasiver Ansatz. Das vorgestellte Nanopartikelsystem dient zusätzlich als Bildgebungssonde und ermöglicht eine fluoreszenzgestützte Ablation, bei der die Bildgebung die präzise Fokussierung des Lasers während der Tumorentfernung unterstützt.

Die Arbeit unter Leitung von Olena Taratula und Prem Singh am College of Pharmacy der Oregon State University wurde in „Advanced Functional Materials“ veröffentlicht. (ins)