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Auf dem Waste Management Symposium 2026 in Phoenix (Arizona, USA) wird HZDR-Gastwissenschaftler Jason Ross für seine herausragenden Beiträge im deutsch-französischen Forschungsprojekt ActiDecorp ausgezeichnet. Das Projekt verfolgt ein ambitioniertes Ziel: die Entwicklung neuartiger Wirkstoffe, die radioaktive Actinide effizient aus dem menschlichen Körper entfernen können. Damit reagiert das Konsortium auf ein wachsendes Risiko möglicher Kontaminationen – sei es durch Unfälle, berufliche Exposition oder andere Zwischenfälle.
Bislang steht weltweit lediglich ein zugelassenes Medikament zur sogenannten Dekorporationstherapie zur Verfügung: DTPA (Diethylenetriaminpentaacetat). Dieses Mittel kann jedoch nur einen Teil der Actinide effektiv binden und aus dem Körper holen. Hoch radiotoxische Elemente wie Uran oder Neptunium werden nur unzureichend erfasst. Gleichzeitig werden essenzielle Metalle wie Eisen oder Kalzium „mitgefangen“. Gelangen Actinide durch Einatmen, Verschlucken oder über Wunden in den Körper, lagern sie sich langfristig in Organen oder im Knochen ein – mit potenziell gravierenden gesundheitlichen Folgen.
Hier setzt ActiDecorp an. Ein interdisziplinäres Konsortium aus den Bereichen Chemie, Biologie, Pharmazie und Radiochemie entwickelt neue, bioinspirierte Chelatoren – also organische Moleküle, die Metallionen gezielt binden können. Beteiligt sind die Université de Strasbourg, die Université Bourgogne Europe in Dijon, die Technische Universität Dresden (TUD), das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) sowie die Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR) in Paris. Gemeinsam decken sie die gesamte Wertschöpfungskette ab – von der molekularen Grundlagenforschung über Synthese und Analytik bis hin zu präklinischen Tests.
Molekulare Maßarbeit mit radioaktiven Elementen
Die wissenschaftliche Herausforderung ist komplex. Actinide wie Uran, Neptunium, Plutonium, Americium oder Curium kommen in vielen verschiedenen Formen, sogenannten Oxidationsstufen vor. Dadurch unterscheiden sie sich in ihrer Größe und ihrer elektronischen Struktur. Diese feinen Unterschiede beeinflussen ihr Bindungsverhalten gegenüber organischen Molekülen. Ein wirksamer Chelator muss deshalb hochselektiv sein: Er soll ausschließlich das radioaktive Metallion binden – nicht aber lebenswichtige Metallionen wie Magnesium, Calcium, Mangan, Kupfer oder Zink. Um im menschlichen Körper eingesetzt zu werden, muss er zudem wasserlöslich und ungiftig sein.
Trifft ein solcher Ligand auf ein passendes Actinid, „wickelt“ er sich regelrecht um das Metallion und kapselt es ein. In dieser Form kann der radioaktive Stoff aus dem Körper ausgeschieden werden.
Im Mittelpunkt der gewürdigten Arbeit von Jason Ross, Promotionsstudent an der TUD und Gastforscher am Institut für Ressourcenökologie des HZDR, steht die systematische Untersuchung solcher Bindungsmechanismen. Am HZDR nutzt er die einzigartige Infrastruktur – insbesondere den radiochemischen Kontrollbereich mit hochspezialisierter Analytik – um Wechselwirkungen zwischen neuartigen Liganden und frühen Actiniden von Thorium bis Plutonium zu analysieren.
Ein Schwerpunkt seiner Doktorarbeit liegt auf zyklischen Hydroxamaten, die insbesondere für vierwertige Actinide vielversprechende Eigenschaften zeigen, bislang jedoch kaum für therapeutische Zwecke erforscht wurden. Ross untersucht detailliert die Bindung kleiner Hydroxamat-Liganden sowie von Hydroxychinolin – molekulare Bausteine potenzieller Dekorporationsmittel. Die experimentellen Ergebnisse fließen in quantenchemische Rechnungen ein, mit denen größere, maßgeschneiderte Chelatoren am Computer modelliert werden. So entsteht ein enger Kreislauf zwischen Experiment und Theorie, der die Entwicklung gezielt vorantreibt.
Parallel synthetisieren die französischen Partner in Straßburg größere Chelatstrukturen, während in Dijon deren Stabilität zunächst an nicht-radioaktiven Metallanaloga geprüft wird. In Paris werden vielversprechende Kandidaten schließlich in vivo am Rattenmodell getestet, um ihre tatsächliche Dekorporationseffizienz zu bewerten. Die gewonnenen Erkenntnisse gehen wiederum in die molekulare Weiterentwicklung ein.
Die Arbeiten von Jason Ross tragen entscheidend dazu bei, die feinen Unterschiede im Bindungsverhalten verschiedener Actinide und ihrer Oxidationsstufen zu verstehen. Dieses Wissen ist die Grundlage für selektivere und wirksamere Arzneimittel.
Über die medizinische Anwendung hinaus besitzt die Forschung auch Bedeutung für Umweltanalytik, die Sanierung kontaminierter Böden und die Entwicklung sensibler Nachweistechnologien für einzelne Actinide. Mit seiner Arbeit leistet Jason Ross somit nicht nur einen Beitrag zur Verbesserung des Strahlenschutzes, sondern stärkt auch die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Frankreich.
Mit dem Roy-G.-Post-Stipendium würdigt die Roy G. Post Foundation beim Waste Management Symposium Forschung, die molekulare Präzision mit gesellschaftlicher Relevanz verbindet und zu einem sichereren Umgang mit radioaktiven Materialien beiträgt.
Weitere Informationen zur Stiftung und Konferenz: https://mailchi.mp/wmsym.org/2026roygpostfoundationscholarshipawards
Weitere Informationen:
Dr. Juliane März
Institut für Ressourcenökologie am HZDR
Tel.: +49 351 260 3209 | E-Mail: j.maerz@hzdr.de
Medienkontakt:
Simon Schmitt | Leitung und Pressesprecher
Abteilung Kommunikation und Medien am HZDR
Tel.: +49 351 260 3400 | Mobil: +49 175 874 2865 | E-Mail: s.schmitt@hzdr.de
Dr. Juliane März
Institut für Ressourcenökologie am HZDR
Tel.: +49 351 260 3209 | E-Mail: j.maerz@hzdr.de
https://www.hzdr.de/presse/jross
Jason Ross und Juliane März bei der Auswertung von Einkristallstrukturdaten.
Quelle: Peter Kaden
Copyright: Peter Kaden
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Chemie, Physik / Astronomie, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsprojekte, Wettbewerbe / Auszeichnungen
Deutsch
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