18.09.2019

Nanodiamanten im Gehirn

Mainz – Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und von den Universitäten Mainz und Ulm haben erstmals Nanodiamanten über die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn transportiert und sie anschließend diagnostiziert. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Small veröffentlicht.

Nanodiamanten im GehirnÜber die Blut-Hirn-Schranke, ein Filtersystem des Körpers zwischen Blutkreislauf und zentralem Nervensystem, lassen sich Medikamente oder Kontrastmittel schlecht zuführen. Therapien von Tumoren und Bildaufnahmen im Gehirn für eine Diagnose sind kaum möglich. Dr. Jana Hedrich, Prof. Heiko Luhmann und Prof. Tanja Weil sowie ihr Team haben getestet, ob sich ein auf Nanodiamanten basierendes System eignet: Sie haben die Größe eines Millionstel Millimeters und sind für den Körper nicht abbaubar.
Die Forscher haben die Diamanten vor der Untersuchung verändert. Die Oberfläche ist mit einem Biopolymer auf Basis von Albumin, dem häufigsten Protein im menschlichen Blut, beschichtet. An dieser Beschichtung lassen sich beliebig Medikamente anbinden. Außerdem haben die Forscher in dem winzigen Edelstein ein Kohlenstoffatom gegen ein Stickstoffatom ausgetauscht und daneben eine Leerstelle eingebaut. Während sonst das Licht durch das Juwel hindurchgehen würde, können ihn die Forscher nun „durch Laserstrahlen oder auch durch Magnetresonanztomographen“ zum Leuchten bringen und dadurch nachweisen. Bei Tests im Reagenzglas und an Mäusen konnten die Wissenschaftler belegen, dass das Diamanten-Albumin-System effektiv über die Blut-Hirn-Schranke transportiert wird und diese dabei nicht angegriffen wird.
Die Autoren sehen den Vorteil der Nanodiamanten darin, dass diese individuell an die zu behandelnde Person angepasst werden können und gezielte Therapien etwa bei Tumoren oder neurodegenerativen Erkrankungen möglich werden. Die Forscher können die Oberfläche der Edelsteine so verändern, dass sie bestimmte Zelltypen mit Medikamenten versorgen.
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