Sensormolekül hilft, Tumore sichtbar zu machen

Forscher der ETH Zürich haben ein Molekül entwickelt, das mit Kollagen wechselwirkt und mit dem erkennt werden kann, wo sich im Körper Gewebe neu bildet.

, 5. August 2021, 13:00
image
  • forschung
  • eth
Es ist ein wichtiges Eiweiss, das der Haut Spannkraft verleiht. Deshalb wird es in der Kosmetik häufig zur Faltenreduzierung eingesetzt: Die Rede ist von Kollagen, das am häufigsten vorkommende Protein in unserem Körper. Kollagene machen rund 30 Prozent des gesamten Proteingehaltes aus. Haut, Sehnen, Knorpel, Knochen und Bindegewebe bestehen daraus.

Welche Rolle spielt das Enzym LOX?

Kollagenfasern werden beispielsweise während der Wundheilung, aber auch beim Wachstum von Tumoren verstärkt neu gebildet. Was passiert genau? Während der Neubildung vernetzen sich die fadenförmigen Kollagenmoleküle zu stabilen Fasern. Bei diesem Vorgang spielen Lipoxygenasen, kurz LOX, eine bedeutende Rolle. Das Enzym oxidiert bestimmte Stellen in den Kollagenmolekülen. Diese chemisch veränderten Stellen gehen erneut chemische Reaktionen auf anderen Kollagensträngen ein und verbinden sich schliesslich mit diesen.

Sensormolekül macht Gewebeneubildung sichtbar

Unter der Leitung von Helma Wennemers, Professorin am Laboratorium für Organische Chemie der ETH Zürich, haben Forscher ein Sensormolekül entwickelt, das zu fluoreszieren beginnt, sobald es mit dem Enzym LOX reagiert hat. Das bedeutet: Das Sensormolekül ist ein Marker für LOX-Aktivität.
Die Wissenschaftler verknüpften das Marker-Molekül anschliessend mit einem kurzen fadenförmigen Peptid, welches Kollagen ähnlich ist. Das Peptid haben sie mit einer sogenannten reaktiven Gruppe ausgestattet – diese reagiert ausschliesslich mit oxidiertem Kollagen.
Versuche an Mäusen sowie In-vitro-Experimente mit Gewebeschnitten zeigten: Das Sensormolekül lagert sich dort in Kollagenfasern ein, wo sich gerade neues Gewebe bildet. Wenn die Neubildung von Gewebe in Gang gebracht und dabei das Enzym LOX gebildet wird, fluoaresziert das Molekül.

Anwendungsbereiche

Das Marker-Molekül kann verwendet werden, um etwa bei Untersuchungen von Biopsien die Ränder des Tumors sichtbar zu machen. Denn beim Wachstum von Tumoren wird neues Gewebe vor allem an den Tumorrändern gebildet. ETH-Professorin Wennemers sagt: «Eine unserer Visionen ist, dass Chirurginnen und Chirurgen dieses Molekül dereinst direkt auf dem Operationstisch während der Entfernung eines Tumors verwenden können.»
Weitere mögliche Anwendungen des Marker-Moleküls betreffen die Wundheilung, etwa die Erforschung der Gewebebildung grundsätzlich oder von Heilungsstörungen bei Diabetes und anderen Krankheiten.
Die Forscher haben für ihr System mit dem modularen Aufbau und den drei Komponenten – Sensor, Peptid und reaktive Gruppe – ein Patent eingereicht. Derzeit untersuchen sie, wie es zur Marktreife gebracht respektive für zusätzliche Anwendungen weiterentwickelt werden kann.
Die Forschungsarbeit ist nun erstmals in einer Fachzeitschrift veröffentlicht worden. Im vergangenen Jahr erhielten die Wissenschaftler den Spark Award der ETH Zürich. 
Artikel teilen

Loading

Comment

2 x pro Woche
Abonnieren Sie unseren Newsletter.

oder

Mehr zum Thema

image

Basel: 750'000 Franken für die Pädiatrische Forschung

Die Thomi-Hopf-Stiftung unterstützt ein Spezialprogramm der Pädiatrischen Forschung des Universitäts-Kinderspitals beider Basel.

image

Zürcher Forschende entdecken neues Virus in Schweizer Zecken

Erstmals wurde der Erreger in China nachgewiesen. Nun ist das sogenannte Alongshan-Virus in der Schweiz aufgetaucht. Ein Diagnosetest ist in Erarbeitung.

image

Das sind die «Young Talents» der klinischen Forschung in der Schweiz

Der diesjährige «Young Talents in Clinical Research» unterstützt diese 14 jungen Ärztinnen und Ärzte aus Spitälern in der ganzen Schweiz.

image

Studie: Klarspüler beschädigt Schutzschicht des Darms

Professionelle Geschirr-Spülmaschinen sind mit gesundheitlichen Risiken verbunden. Dies zeigen Forschende um die Universität Zürich.

image

Unispital Lausanne und Kernforscher entwickeln Super-Strahlengerät

Das Unispital Lausanne und die Kernforschungs-Einrichtung Cern haben grosse Pläne: In zwei Jahren wollen sie eine Weltneuheit in der Krebs-Strahlentherapie präsentieren.

image

Dieses Rüstzeugs fehlt den Gesundheitsfachpersonen

Eine Studie zeigt: Im Hinblick auf die Herausforderungen im Berufsalltag gibt es bei der Vermittlung von Kompetenzen an Schweizer Fachhochschulen Nachholbedarf.

Vom gleichen Autor

image

«Ich brauchte nach der Pause mindestens drei Jahre»

Daniela Fürer arbeitete rund eineinhalb Jahre als Intensivpflegefachfrau, dann wurde sie Mutter und machte eine lange Pause – bis zum Wiedereinstieg.

image

Quereinstieg Pflege: Hunger auf beruflichen Neubeginn

Der Rucksack von Annette Gallmann und Peter Kienzle ist gefüllt mit allerhand Arbeits- und Lebenserfahrung. Die 47-jährige Gastronomin und der 52-jährige Art Director machen die Ausbildung HF Pflege.

image

Hat das Stethoskop auf Arztfotos seine Berechtigung?

Ärztinnen und Ärzte werden fast immer mit einem Stethoskop um den Hals abgelichtet. Braucht’s das? Und: Ist das medizinische Diagnoseinstrument überhaupt noch zeitgemäss?