Jahresbericht 2010 - Aufgaben und Ergebnisse - DFG

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Forschungsförderung
wasserlösliche Form des gut untersuchten
Metallclusters Au 55 (PPh 3 ) 12 Cl 6
ins Visier.
Mit einer Kerngröße von nur 1,4
Nanometern ist der untersuchte Metallcluster
vergleichbar mit einem
kleinen Protein. Zusätzlich bildet
Au 55 (PPh 3 ) 12 Cl 6 eine „perfect shell“:
Die Goldatome sind in dichtester Kugelpackung
so angeordnet, dass die
Cluster chemisch besonders stabil
sind. „Wir kennen die Cluster dank
der jahrzehntelangen Arbeit von
Günter Schmid aus Duisburg-Essen
sehr genau und können Struktur und
Größe gezielt variieren“, fügt der stellvertretende
Sprecher, der Zellbiologe
Willi Jahnen-Dechent, hinzu.
Die beteiligten Chemiker, Zell- und
Molekularbiologen sowie Mediziner
um Sprecher Ulrich Simon von der
RWTH Aachen brachten in der ersten
Förderphase mittels der Synthese „eines
ganzen Zoos verschiedener Goldpartikel“
(Jahnen-Dechent) Licht in
die Wirkmechanismen. Aus den bisherigen
Untersuchungen geht zum
Beispiel hervor, dass Goldnanopartikel
eine größenabhängige Toxizität zeigen
und dass der 1,4 Nanometer messende
Au 55 -Cluster am schädlichsten für Zellen
ist. Die Versuche legen nahe, dass
oxidativer Stress, also ein Übermaß
an reaktiven Sauerstoffverbindungen,
dabei der Hauptmechanismus ist. „Genau
diese Partikel mit ihrer speziellen
Größe und Ligandenhülle sind in den
Zellen katalytisch aktiv und wirken
wie kleine Bomben“, sagt Jahnen-
Dechent. Bei hohen Konzentrationen
sterben Zellen entweder sofort ab oder
leiten den programmierten Zelltod, die
Apoptose, ein.
Von der Zellkultur zum Organismus
Für die zweite Förderperiode haben
sich die Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler vorgenommen, die
Laborergebnisse aus Zellkulturen
auch an Tieren auszuprobieren. „Es
ist keineswegs klar, dass die Effekte
in Organismen genauso auftreten wie
im Reagenzglas“, erklärt Jahnen-Dechent
und verweist auf die ausgereiften
Mechanismen, die Fremdkörper
schon in der Lunge oder in der Leber,
der Niere oder der Milz filtern und
aus dem System befördern. Doch erste
Versuche zeigen bereits jetzt, dass
der Au 55 -Cluster nicht nur mit einzelnen
Zellen, sondern auch im Organismus
von Zebrafischen und Mäusen
sehr stark reagiert.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
hoffen, mit ihren Forschungen
die Grundlagen für Nano partikel
zu legen, die gezielt Krebszellen angreifen.
Die Chancen dafür stehen
gut. „Die toxischen Cluster gelangen
ohnehin einfacher in die Tumorzellen,
da diese besser durchblutet sind“, sagt
Jahnen-Dechent. „Aber wir werden