Nanovehikel transportieren Medikamente an die Stelle, wo sie benötigt werden
Das Potenzial der Medikamente für die Behandlung ernstzunehmender Erkrankungen wie Krebs und Alzheimer wird bei Weitem nicht ausgeschöpft. Bei Alzheimer sprechen nur 30 % der Patienten auf die Therapie an. Eine ernüchternde Statistik, wenn man bedenkt, dass weltweit etwa 33 Millionen Menschen an dieser Krankheit leiden. Die Ansprechrate bei Krebs ist sogar noch niedriger. Nur ein Viertel reagiert positiv auf die Behandlung und 9,6 Millionen Menschen sterben jährlich an den zahlreichen Formen der Krankheit. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts NABBA (Design and development of advanced NAnomedicines to overcome Biological BArriers and to treat severe diseases) arbeiteten junge Forscher an innovativen Lösungen zur Steigerung der Wirksamkeit von Arzneimitteln mit sehr niedrigen Ansprechraten. Das Projektteam beschäftigte sich mit der Entwicklung von Nanovehikeln zur Optimierung der Wirkstoffabgabe und erhielt vielversprechende Resultate. Worin besteht das Problem? „Eigentlich mangelt es nicht an wirksamen Medikamenten an sich. Die Herausforderung ist es, zu gewährleisten, dass diese auch an den Wirkort gelangen“, sagt Prof. Francesco Nicotra von der Universität Mailand-Bicocca, von der aus das Projekt koordiniert wird, in einer auf der Webseite „News Medical“ veröffentlichten Pressemitteilung. Dies hat zwei Gründe. Einer davon ist, dass die Medikamente biologische Barrieren, beispielsweise die Blut-Hirn-Schranke, Haut sowie die Schleimhäute im Dünndarm, in der Nase und im Mund, nicht durchdringen können. Diese Barrieren hat die Natur errichtet, um fremde Stoffe fernzuhalten und nur winzigen Molekülen mit bestimmten Eigenschaften Durchgang zu gewähren. Für die meisten biologischen Medikamente, wie etwa rekombinante Proteine, Antikörper und Gentherapeutika, stellen sie eine besondere Hürde dar. Der andere Grund ist folgender: Erkennt der Körper ein Medikament als fremde, nicht körpereigene Substanz, reagiert er mit einer Immunantwort, um die fremde Substanz auszuscheiden. Somit stellt sich die Aufgabe, das Medikament innerhalb des Kreislaufs zu schützen und ihm das Überwinden der Barrieren, die zwischen ihm und der kranken Zelle stehen, zu ermöglichen. Vehikel als Lösung Die Nanovehikel des Projektteams basieren auf unterschiedlichen natürlichen und synthetischen selbstorganisierenden Molekülen, wie z. B. Liposomen, Polysacchariden, Squalenen und Polyterpenen. Die Forscher von NABBA konzipierten die Vehikel derart, dass sie vom Immunsystem nicht erkannt werden und die biologischen Barrieren überwinden können. Außerdem gelang es ihnen, die Kapazität der Nanovehikel bezüglich der aufladbaren Medikamentenmenge zu erhöhen und Kontrolle über die Medikamentenabgabe nach Ankunft am Wirkort zu gewinnen. „Das ehrgeizigste Ziel war ein Vorankommen beim spezifischen aktiven Ansteuern, in anderen Worten der Möglichkeit, Medikamente selektiv dort abzugeben, wo sie benötigt werden“, erläutert Prof. Nicotra. Um dies zu erreichen, verfolgte das Team zwei Strategien. Bei der ersten stattete man die Nanovehikel mit besonderen Schlüsseln, also Peptiden, Kohlenhydraten oder Antikörpern, aus, die einen Durchlass zu den Zielzellen öffnen können. Der zweite Ansatz bestand darin, mittels eines Ultraschallsignals die Nanovehikel an der Barriere zu zerstören und die Arzneimittel freizusetzen. Dank ihrer geringen Größe waren die Arzneimittel in der Lage, durch die Barriere hindurch zu gelangen und das Ziel zu erreichen. „Wir konnten äußerst interessante und vielversprechende Ergebnisse erzielen“, sagt er, „besonders in den Bereichen, die auf Tumorgewebe oder Gehirnerkrankungen abzielen. Die Blut-Hirn-Schranke ist dabei diejenige biologische Barriere, die am schwierigsten zu überwinden ist.“ Normalerweise dauert es 10 bis 15 Jahre bis ein neues Medikament auf den Markt kommt. Trotzdem bewirbt ein Biotech-Start-up aus Italien bereits eine Klasse von Nanopartikeln, die bei NABBA entwickelt wurde. Diese Nanopartikel wurden unter dem Namen „Amyposomes“ registriert. Die Forschungsarbeiten an ihnen sind auf eine Behandlung bestimmter Erkrankungen des peripheren Nervensystems ausgerichtet und letztendlich besteht die Hoffnung, sie bei der Therapie von Alzheimer einsetzen zu können. Weitere Informationen: NABBA-Projektwebsite
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