Magnetisierbare Nanopartikel werden bereits seit Längerem in der Krebsmedizin erprobt. Wissenschaftler reichern die nanometergroßen Teilchen beispielsweise in einem Tumor an und heizen sie dann durch ein äußeres Magnetfeld auf, bis die Krebszellen den Hitzetod sterben. Ein ganz anderes Wirkprinzip verfolgen nun jedoch Forscher der Yonsei-Universität in Seoul: Sie nutzen die Fähigkeit zur magnetischen Selbstorganisation, um ein eingebautes Selbstzerstörungsprogramm der Zelle in Gang zu setzen.

Bei ihrem Experiment konzentrierten sich Jinwoo Cheon und Kollegen auf den Rezeptor DR4 (death receptor 4), der auf Krebszellen vorkommt und dort den Selbstzerstörungsmechanismus aktiviert. Um ihn aktivieren zu können, stellten die Forscher winzige Kügelchen aus zinkdotiertem Eisenoxid her, an die sie einen speziellen Antikörper hefteten: Er hat die Eigenschaft, sich fest mit dem Rezeptor zu verknüpfen. Dadurch erhielten sie Kombipakete aus Rezeptor und Nanoteilchen, die sich durch ein äußeres Magnetfeld bewegen ließen: Sobald die Nanokügelchen magnetisiert waren, klumpten sie auf Grund gegenseitiger Anziehung auf der Zelloberfläche zusammen und zogen dabei behutsam die Rezeptoren mit.

Erst deren Aneinanderlagerung aktivierte den Selbstzerstörungsmechanismus, die so genannte Apoptose. Denn die Wissenschaftler simulieren damit den typischen Aktivierungsweg des Rezeptors DR4, bei dem sich immer mehrere Rezeptoren um ein größeres Signalprotein anordnen müssen, das von außen an die Zelle herantritt. Ihre nach innen ragenden Teile bilden dann gemeinsam eine Anordnung, in der weitere Schritte der zelltötenden Signalkaskade ablaufen können. Zwar lässt sich auch das Signalprotein selbst zur Krebstherapie einsetzen, wie Cheon und Kollegen berichten. Allerdings werde es im Körper relativ schnell abgebaut – zu schnell, um effektiv zu wirken.

Dank der magnetischen Nanoteilchen könnte man in Zukunft vielleicht den gleichen Effekt wie mit dem Signalprotein erzielen. Ihr Verfahren testeten die Forscher zumindest erfolgreich an Zellkulturen sowie an Zebrafischlarven, einem häufig verwendeten Modellorganismus, der über einen dem DR4 verwandten Rezeptor verfügt.

Magnetfelder haben gegenüber anderen Steuerungsmechanismen wie etwa Licht den Vorteil, dass sie noch tief unter der Haut wirken können. Außerdem lassen sie sich zeitlich und räumlich besser steuern als beispielsweise chemische Signale. Die Forscher um Cheon gehen davon aus, dass im Prinzip jeder Rezeptor, der in seiner Funktionsweise von einer solchen Aneinanderlagerung abhängt, mit ihrem Verfahren aktiviert werden könnte. Allerdings ist die Methode noch in einem sehr frühen Erprobungsstadium – mit einer klinischen Überprüfung ihrer Wirksamkeit beim Menschen ist in nächster Zeit nicht zu rechnen.