Medizinische Nanotransporter

Präzise und lokale Therapiemöglichkeit bei Lungenkrebs

Nanopartikel können als zielgesteuerte Transportvehikel für Medikamente bei Lungenkrebs fungieren: Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München (HMGU) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben in einem gemeinsamen Projekt im Exzellenzcluster NIM (Nanosystems Initiative Munich) spezielle Nanotransporter entwickelt, die Wirkstoffe gezielt an ihrem Wirkungsort in der menschlichen Lunge freisetzen. Im Tumorgewebe der Lunge führte dieser Ansatz zu einer deutlich gesteigerten Effektivität derzeitiger Wirkstoffe, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift ‚ACS Nano‘.

Nanopartikel sind kleinste Teilchen, die bis in entlegene Körperpartien vordringen können. In der Forschung werden verschiedene Ansätze erprobt, wie Nanopartikel medizinisch genutzt werden können – beispielsweise um Substanzen an einen speziellen Ort zu befördern.

Gezielter Wirkstofftransport erstmalig an menschlichen Zellen nachgewiesen
Die Münchner Wissenschaftler haben Nanotransporter entwickelt, die den mitgeführten Wirkstoff nur in einem bestimmten Milieu freisetzen – und zwar im Bereich eines Lungentumors. Damit konnte das Team um Silke Meiners, Oliver Eickelberg und Sabine van Rijt vom Comprehensive Pneumology Center (HMGU) gemeinsam mit Kollegen des Departments Chemie (LMU) um Thomas Bein den gezielten Wirkstofftransport durch Nanopartikel erstmalig auch an menschlichen Lungenzellen nachweisen.

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Tumoreiweiße setzen Wirkstoff aus dem Nanotransporter frei
In Tumorgewebe der Lunge finden sich hohe Konzentrationen bestimmter Proteasen - Enzyme, die Proteine spezifisch abbauen und zerschneiden können. Diese machten sich die Wissenschaftler zunutze, indem sie die Nanotransporter mit einer Hülle versahen, die nur von diesen Proteasen gespalten wird – erst dann wird der Wirkstoff freigesetzt. Im übrigen Lungengewebe sind die Protease-Konzentrationen zu niedrig, um eine Spaltung der Transporthülle zu erreichen.

„Damit können wir den Wirkstoff, beispielsweise ein Chemotherapeutikum, ganz gezielt am Wirkungsort, also im Tumor, freisetzen“, erklärt Forschungsgruppenleiterin Meiners. „Wir konnten so eine 10- bis 25-fache Steigerung der Effektivität des Wirkstoffs im Tumorgewebe beobachten. Gleichzeitig bietet dieser Ansatz auch die Chance, die Gesamtdosis von Medikamenten zu reduzieren und damit unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden.“

Weitere Studien werden nun die Sicherheit der Nanotransporter in vivo und die klinische Wirksamkeit im Tumormodell überprüfen.

Original-Publikation:
van Rijt, S. et al. (2015): Protease Mediated Release of Chemotherapeutics From Mesoporous Silica Nanoparticles to Ex Vivo Human and Mouse Lung Tumors, ACS Nano. DOI: 10.1021/nn5070343.

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