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News Trends 8 www labo de Februar 2024 Paul Ehrlichund Ludwig Darmstaedter-Nachwuchspreis 2024 für Johannes Karges Der Chemiker Dr Johannes Karges von der Ruhr-Universität Bochum wird mit dem Paul Ehrlichund-Ludwig Darmstaedter-Nachwuchspreis 2024 ausgezeichnet Der Preisträger hat entdeckt wie sich platinhaltige Chemotherapeutika nur im Tumorgewebe anreichern und erst dort aktivieren lassen Als Trigger dafür nutzt er Licht oder Ultraschall Präklinisch hat er den Nachweis dieser Verfahren bereits erbracht Ihre Translation in die klinische Praxis könnte die Nebenwirkungen solcher Krebsmedikamente drastisch verringern und ihre Wirksamkeit deutlich erhöhen Rund die Hälfte aller Chemotherapien weltweit wird mit Cisplatin und zweien seiner Abkömmlinge vorgenommen Es handelt sich um Zytostatika die Krebszellen daran hindern sich zu teilen Seit Jahrzehnten zeigen sie gegen einige Krebsarten Erfolge Allerdings rufen sie schnell Resistenzen hervor Weil die Platinpräparate auch die Teilung gesunder Körperzellen hemmen sind sie mit schweren Nebenwirkungen verbunden Seit langem wird deshalb nach einer Möglichkeit gesucht diese Zytostatika nur in den Krebszellen wirken zu lassen Die beiden Ausgangsfragen der Forschung von Johannes Karges und seinem Team waren Wie können wir das Zytostatikum oder eine Vorstufe davon selektiv im Tumor anreichern? Wie können wir es dort selektiv aktivieren? Eine Antwort fand sich in der Herstellung von Nanopartikeln die zu groß sind um gesundes Gewebe zu durchdringen aber klein genug um sich zwischen Krebszellen zu drängen Gesunde Zellen sind nämlich eng miteinander verfugt während der Zusammenhang von Tumorgewebe der hohen Teilungsgeschwindigkeit seiner Zellen wegen lückenhaft ist Die Nanopartikel werden mit Photooder Sonosensibilisatoren versehen die durch externe Signale aktiviert werden können Solche Moleküle können die Energie von aufgenommenem Licht oder Schall in chemische Redoxreaktionen umsetzen Das könnte genutzt werden um gezielt Krebszellen zu bekämpfen Zusammen mit seinem Forschungspartner Prof Haihua Xiao hat Karges bisher mit Erfolg zwei Gemische erprobt Im ersten Fall koppelte er den Wirkstoff Oxaliplatin an einen Photosensibilisator und band beide Moleküle in ein fettlösliches Polymer ein Die Enden dieses Polymers „versah“ er mit wasserlöslichen Peptiden damit der Transport in den Zellkern erfolgen kann In Selbstorganisation lagerten sich die so entstandenen Ketten zu Kügelchen von 80 Nanometer Durchmesser zusammen Erst wenn diese Kügelchen mit rotem Licht bestrahlt wurden zerfielen sie und setzten Oxaliplatin und Sauerstoff frei was die Krebszellen zerstörte Rotes Licht dringt allerdings nicht tiefer als einen Zentimeter in einen Organismus ein Die meisten Tumoren des Menschen könnte es nicht erreichen Ultraschallwellen legen im Körper die zehnfache Strecke zurück Im zweiten Fall berechnete Karges deshalb am Computer welche Sonosensibilisatoren eine ungiftige Vorstufe Prodrug von Cisplatin durch Bestrahlung mit Ultraschallwellen in den giftigen Wirkstoff umwandeln könnten Er fand heraus dass Hämoglobin sich dafür am besten eignet und packte das Biomolekül mit der Prodrug auf die bewährte Weise in Nanopartikel zusammen Wieder reicherten sich die Partikel selektiv in Krebszellen an Während sie unter physiologischen Bedingungen stabil blieben wurde die Prodrug dort nach Beschallung in Gegenwart von Ascorbinsäure innerhalb von wenigen Minuten vollständig in Cisplatin umgewandelt Ihre in Zellkulturen gewonnenen Erkenntnisse konnten Karges und Xiao in Versuchen mit Mäusen eindrucksvoll bestätigen In beiden beschriebenen Fällen verschwanden die Tumore der Tiere denen die Nanopartikel injiziert worden waren nach externer Bestrahlung mit Rotlicht oder mit Ultraschall innerhalb kurzer Zeit fast vollständig Zum Preisträger Dr rer nat Johannes Karges studierte von 2011 bis 2016 Chemie an der Philipps-Universität in Marburg und am Imperial College in London Als Doktorand forschte er auf dem Gebiet der Bio anorganik an der École Nationale Supérieure de Chimie de Paris und an der Sun Yat-Sen-Universität in Guangzhou in China Nach seiner Promotion arbeitete er von 2020 bis 2022 als Postdoktorand an der University of California San Diego Seit November 2022 leitet er als Liebig Fellow des Fonds der Chemischen Industrie eine eigene Forschungsgruppe an der Ruhr-Universität Bochum Der Preis wird am 14 März 2024 in der Frankfurter Paulskirche verliehen Quelle Paul Ehrlich-Stiftung Goethe-Universität Frankfurt Dr Johannes Karges Bild Katja Marquard Ruhr-Universität Bochum