Bislang war es in der Biologie nicht möglich, einzelne Zellen exakt und präzise mit ausgewählten experimentellen Materialien zu versehen. Ein Forscherteam am Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin in Erlangen unter der Leitung von Professor Vahid Sandoghdar hat nun erfolgreich demonstriert, wie kleine Moleküle und einzelne Nanopartikel direkt auf die Oberfläche von Zellen aufgebracht werden können. In der Studie, die in Nature Methods veröffentlicht wurde, bezeichnen die Wissenschaftler die Technik als „μkiss“ („Mikrokuss“). Es handelt sich um eine einfache und kostengünstige neue Methode, die im Bereich der Einzelzellforschung neue Möglichkeiten für therapeutische Anwendungen eröffnet.

Protein-spaltende Enzyme spielen eine wichtige Rolle bei vielen physiologischen Vorgängen. Meist liegen solche Proteasen in einem inaktiven Zustand vor und werden erst unter bestimmten Bedingungen aktiviert. Einige stehen in Verbindung mit Krankheiten, wie Infektionen oder Krebs, entsprechend wichtig sind Methoden, die aktive Proteasen selektiv detektieren. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam eine neue Klasse von Protease-Aktivitäts-Sensoren vor: mit Peptid-DNA-Konjugaten bestückte Gold-Nanopartikel.

Forschende aus Göttingen und Karlsruhe haben einen neuen Behandlungsansatz für die Therapie von Bauchspeicheldrüsenkrebs entwickelt. Die innovative Methode verspricht, die Krankheit künftig gezielter und mit weniger Nebenwirkungen behandeln zu können. Die Therapie soll nun so schnell wie möglich für die klinische Anwendung optimiert werden.

Spezielle Nanopartikel könnten künftig dabei helfen, moderne bildgebende Verfahren zu verbessern. Entwickelt wurden sie von Forschenden der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Das Besondere: Die Nanopartikel reagieren auf Wärme und verändern dabei ihre Eigenschaften. In Kombination mit einem integrierten Farbstoff könnten die Teilchen in der photoakustischen Bildgebung eingesetzt werden, um hochauflösende, dreidimensionale Bilder des Körperinneren zu erzeugen. Die Studie wurde im Fachjournal „Chemical Communications“ veröffentlicht.

Magnetische Bakterien besitzen Fähigkeiten aufgrund der in ihrem Zellinneren verketteten magnetischen Nanopartikel, den Magnetosomen. Ein Forschungsteam an der Universität Bayreuth hat alle ca. 30 Gene, die für die Herstellung dieser Partikel zuständig sind, jetzt in einer breit angelegten Versuchsreihe auf nichtmagnetische Bakterien übertragen. Dabei entstanden Bakterienstämme, die nun ihrerseits Magnetosomen produzieren können. Die in „Nature Nanotechnology“ vorgestellten Forschungsergebnisse sind wegweisend für die Erzeugung magnetisierter lebender Zellen, die ein großes Potenzial für die Entwicklung innovativer diagnostischer und therapeutischer Methoden in der Biomedizin haben.

Ein Konsortium der Onkologischen Spitzenzentren (Comprehensive Cancer Center) in Dresden, Frankfurt-Marburg und Leipzig/Jena entwickelt eine neuartige Gentherapie zur Behandlung eines besonders bösartigen hirneigenen Tumors (Glioblastom). Ziel ist es, gleichzeitig ein Tumor-unterdrückendes Gen (p53) in die Krebszellen einzuschleusen und Mechanismen zu unterbinden, welche die Genfunktion blockieren können. Hierfür entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem ein neues Nanopartikel-Transportsystem.

Die Strahlentherapie ist einer der Eckpfeiler der Krebsbehandlung. Einige Tumorarten sprechen jedoch wenig bis kaum auf eine Bestrahlung an. Gelänge es, Tumorzellen empfindlicher zu machen, wäre die Behandlung wirksamer und sanfter. Empa-Forschenden ist es nun gelungen, Metalloxid-Nanopartikel als «Radiosensitizer» einzusetzen – und diese auch gleich im industriellen Massstab herzustellen.

Multiresistente Krankheitserreger sind ein gravierendes und zunehmendes Problem in der modernen Medizin. Wo Antibiotika wirkungslos bleiben, können diese Bakterien lebensgefährliche Infektionen verursachen. Forschende der Empa und der ETH Zürich haben nun neuartige Nanopartikel entwickelt, mit denen sich multiresistente Erreger aufspüren und abtöten lassen, die sich in Körperzellen verstecken, wie sie in einer aktuellen Studie im Fachmagazin «Nanoscale» schreiben.

Die Covid-19-Hoffnung wäre ohne die fetthaltige Hülle kaum denkbar gewesen: Über die Geschichte der Vesikel und die Metaphorik der „Lipid-Nanopartikel“.