Da Krebs eine hohe Stoffwechselrate hat, verbraucht er viel Zucker. Dieser Prozess wird aber aufgrund des Fehlens nicht-invasiver Werkzeuge, die auf der Ebene des gesamten Organismus funktionieren, nur unzureichend verstanden. "Wir wollten ein Werkzeug entwickeln, um wirkungsvollere Krebsbehandlungen zu ermöglichen", sagt Elena Goun, Chemikerin und Studienleiterin der ETH Lausanne (EPFL).

Denn je nach Grad der Glukose(Zucker-)aufnahme können Tumore wie Glühwürmchen biolumineszierend gemacht werden. Diese Technik kombinierten die Forscher mit der "Klickchemie".

Sie ist ein Zweig der Biochemie, in dem biokompatible Moleküle so konzipiert sind, dass sie in einer maßgeschneiderten Reaktion gezielt zusammenklicken – direkt in der komplexen Umgebung des lebenden Organismus. Die neue Lichttechnik ist nicht radioaktiv und arbeitet mit lebenden Organismen wie Mäusen, die die Tumorzellen tragen.

Biolumineszierendes Licht

Gouns Idee war es, zwei Klickmoleküle zu entwickeln, eines mit Zucker und das andere mit Luciferin, der lichtemittierenden Verbindung in Glühwürmchen. Sobald der klick-markierte Zucker vom Tumor verzehrt wird, reagiert er mit dem Luciferin über die Klick-Reaktion und erzeugt biolumineszierendes Licht. Das Licht ist proportional zur Menge an Zucker, die in die Zellen gelangt.

Die Forscherin nannte die Methode BiGluc, kurz für "Biolumineszente Glukose". Die neue Bildgebungstechnik ermöglicht es, in Echtzeit zu quantifizieren, wie viel Zucker im Stoffwechsel umgewandelt wird. "Dies liefert wertvolle Informationen über den Stoffwechselstatus des Tumors und die Arten von Medikamenten, die den Tumor seiner wichtigsten Energiequelle berauben könnten", sagt Goun.

Diese Methode, die auch auf viele Stoffwechselerkrankungen übertragen werden kann, wird künftig effektivere Krebsbehandlungen ermöglichen, sind die Schweizer Forscher überzeugt. Die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit wurden in der Zeitschrift "Nature Methods" veröffentlicht. (APA, 23.5.2019)