Krebszellen sterben an Kupfer-Überladung

Die im Jahr 2022 entdeckte Cuproptose beschreibt eine Form des Zelltods, die durch einen Kupferüberschuss ausgelöst wird. Diesen Mechanismus nutzt die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Johannes Karges an der Ruhr-Universität Bochum für die Entwicklung eines neuartigen Kupfer-Wirkstoffkomplexes. Dieser tötet Zellen etwa 100-mal effektiver ab als herkömmliche Chemotherapeutika. Für eine präzise Anwendung ist der Komplex in Polymernanopartikel eingebettet, welche sich spezifisch im Tumorgewebe anreichern. Die Freisetzung des Wirkstoffs erfolgt erst durch eine gezielte Aktivierung mit Licht, wodurch ausschließlich Tumorzellen zerstört und gesundes Gewebe geschont werden.

Krebszellen nehmen mehr Kupfer auf als gesunde Zellen

Die Cuproptose stellt eine völlig neuartige Form des Zelltods dar, die auf einem gezielten Kupferüberschuss basiert. Dabei bindet das Metall an mitochondriale Proteine der Energiegewinnung, lässt diese verklumpen und führt so zum Zelluntergang. „Was diese Form des Zelltods so besonders macht, ist ihre Spezifität gegenüber der Energieproduktion der Zelle“, erklärt Johannes Karges. „Krebszellen haben häufig einen veränderten, besonders intensiven Stoffwechsel und nehmen mehr Kupfer auf als gesundes Gewebe.“

Das Team um Karges entwickelte einen Kupferkomplex, der diesen Prozess auslöst und etablierte Platin-Derivate in der Wirksamkeit um das Hundertfache übertrifft. „Allerdings war die Substanz zunächst nicht selektiv und wirkte auch auf gesunde Zellen tödlich“, berichtet Johannes Karges. „Dieses Problem konnten wir nun durch die Integration des Wirkstoffs in lichtaktivierbare Nanopartikel lösen.“

Präzisionsschlag durch Licht: Nanopartikel bringen Kupfer gezielt in den Tumor

Um den Kupferkomplex sicher ans Ziel zu leiten, wird er in polymere Nanopartikel eingebettet, die sich aufgrund des intensiven Stoffwechsels bevorzugt in Tumoren anreichern. Diese Polymerummantelung schützt gesundes Gewebe vor einer vorzeitigen, unkontrollierten Freisetzung des Wirkstoffs. Die Aktivierung erfolgt erst punktgenau durch einen externen Lichtimpuls.

„Das Freisetzungsprinzip basiert auf einer photoresponsiven Bindung innerhalb des polymeren Grundgerüsts“, erklärt Johannes Karges. „Bei Lichtbestrahlung wird diese spezifische Bindung selektiv gespalten, woraufhin die Nanopartikel sich auflösen und der Kupferkomplex lokal freigesetzt wird.“ Diese Methode erlaubt eine hochpräzise Behandlung, die selbst bei hartnäckigen Fällen Hoffnung macht. „Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass dieser Ansatz auch in therapieresistenten Krebszellen wirksam ist – also gerade dort, wo konventionelle Chemotherapien an ihre Grenzen stoßen“, sagt der Forscher.

Trotz der Erfolge dämpft er jedoch übersteigerte Erwartungen an eine sofortige Anwendung. „Wir haben das Prinzip bislang an resistenten Krebszellen im Labor gezeigt, nicht am Menschen“, unterstreicht Karges. „Bis zu einer echten Behandlung sind noch viele Schritte nötig.“

Quelle

Ruhr-Universität Bochum (03/2026)