Ärzte Zeitung online, 08.03.2010

Strahlentherapie: Gelöste Elektronen gefährlicher als freie Radikale?

GÖTTINGEN (eb). Göttinger Forscher haben einen möglichen neuen Mechanismus für Strahlenschäden an der DNA entdeckt: ein hydratisiertes, also von Wassermolekülen umgebenes Elektron. Dies könnte Folgen für den Einsatz von Strahlentherapien im Kampf gegen Krebs haben.

Lange Zeit nahm man an, dass die Schäden an der DNA durch Hochenergiestrahlung in erster Linie durch freie Radikale hervorgerufen werden. Wissenschaftler an der Uni Göttingen und am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation haben nun herausgefunden, dass ein anderes Teilchen bei der Bestrahlung möglicherweise viel gefährlicher für die DNA ist: ein hydratisiertes, also von Wassermolekülen umgebenes Elektron.

"Unsere Forschungsergebnisse könnten dazu führen, dass Strahlungsdosen in Zukunft möglicherweise neu bewertet werden müssen. Der neue DNA-Spaltungsmechanismus könnte dabei möglicherweise auch Auswirkungen auf die Dosierung der Strahlentherapie von Krebs haben," so Professor Bernd Abel, Leiter der Arbeitsgruppe.

Wenn Hochenergiestrahlung auf die DNA einer Zelle trifft, werden lebenswichtige Zellbestandteile zerstört und die Zelle damit abgetötet - ein Mechanismus, der bei der Strahlentherapie zur Bekämpfung von Krebs ausgenutzt wird. Neben freien Radikalen entstehen bei der hochenergetischen Bestrahlung von Wasser in biologischem Gewebe in Wasser gelöste Elektronen an Grenzflächen wie Membranen.

Bei ihren Untersuchungen stießen die Wissenschaftler erstmals auf eine bisher unbekannte Spezies: das nur teilweise gelöste Elektron an einer Wasser-Grenzfläche (Nature Chemistry 2010, online vorab). Dessen Existenz und Lebensdauer wiesen sie erstmalig mit einer schnellen Kamera für kurzlebige reaktive Teilchen nach.

Diese Elektronen sind offenbar deshalb so gefährlich, weil sie aufgrund ihrer "gerade passenden" (Bindungs-)Energie ebenfalls DNA spalten können. Da sie lange leben, können sie ihre schädigende Wirkung zudem besonders gut entfalten.

Zum Abstract der Originalpublikation "Binding energies, lifetimes and implications of bulk and interface solvated electrons in water"

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