Inhalationstherapie gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen ein signifikantes Risiko für die menschliche Gesundheit und eine große sozioökonomische Belastung für Gesundheitssysteme weltweit dar. Bei oralen und intravenösen Erstlinientherapien gelangen die Wirkstoffe in den systemischen Kreislauf, was allerdings mit zahlreichen Nebenwirkungen einhergeht und die Wirksamkeit begrenzt. Da mit bisherigen Ansätzen auch nur die Symptomatik behandelt wird, steht die Entwicklung krankheitsmodifizierender Medikamente im Fokus.
Inhalierbare Nanopartikel für den selektiven Wirkstofftransport zum Herzen
Mit der Entwicklung inhalierbarer Nanopartikel sollte das EU-finanzierte Projekt CUPIDO dem medizinischen Bedarf nach neuen Strategien der Wirkstoffverabreichung nachkommen. „Unser innovativer nanotechnologischer Ansatz setzt den Wirkstoff direkt am kranken Herzen frei und vermeidet so die Nebenwirkungen, die mit systemischer Medikation einhergehen“, erklärt Projektkoordinator Daniele Catalucci. Die Forschungsgruppe generierte biokompatible, bioinspirierte und biologisch abbaubare Calciumphosphat-Nanopartikel und machte sich deren Fähigkeit zur Selbstorganisation und Verkapselung von Wirkstoffen zunutze. Dabei baute CUPIDO auf der Beobachtung auf, dass sich ultrafeine Rußnanopartikel, die über verschmutzte Luft eingeatmet werden, im Herzgewebe ansammeln können. Dieses Prinzip wollte sich die Forschungsgruppe nun für einen therapeutischen Effekt zunutze machen, und zwar, indem Nanopartikel als inhalierbare Nanoträger fungieren und Wirkstoffe über biologische Barrieren hinweg direkt in die Herzzellen transportieren. Dabei nehmen die Nanopartikel ihren Weg über die Lunge in den Blutkreislauf bis hin zum Myokardgewebe.
Nicht-invasive Verabreichung von Peptiden gegen Herzinsuffizienz
Peptide bieten vielversprechende Möglichkeiten, viele Krankheiten wie etwa Herz-Kreislauf-Erkrankungen zielgerichtet zu behandeln. Allerdings waren die Methoden, therapeutische Peptide zum Herzen zu transportieren, bislang nur invasiver Art. Bei dem nicht-invasiven Ansatz von CUPIDO hingegen werden Nanopartikel mit mimetischen Peptiden bestückt, die dann ins Herzmuskelgewebe gelangen und dessen Kontraktilität verbessern. Die Inhalationsmethode könnte die Verabreichung von Wirkstoffen zum Herzen künftig schneller, effizienter und patientenfreundlicher machen. Zudem kann so die Dosis pro Verabreichung reduziert werden, da das Herz zielgenauer angesteuert, aber auch der systemische und gastrische Abbau des Wirkstoffs verhindert wird. Schließlich dürfte auch das Nebenwirkungsrisiko sinken, da keine unspezifischen Effekte des Wirkstoffs auf andere Organe entstehen. In Pilotversuchen wurden mehrere Nanopräparate entwickelt und mit gutem Ergebnis an Maus- und Schweinemodellen für Herzinsuffizienz getestet. Eine im Pilotmaßstab durchgeführte eintägige Inhalationstherapie mit einem innovativen bioaktiven Molekül belegte die signifikante Wiederherstellung der Herzleistung und damit eine Möglichkeit zur Therapie von Herzinsuffizienz. Die Zielgenauigkeit eines Therapeutikums kann durch die Bindungsfähigkeit von Aptameren verbessert werden, da sie myokardspezifisch sind und so die Aufnahme in die Herzmuskelzellen fördern. Werden Nanopartikel mit diesen Aptameren funktionalisiert, können Wirkstoffe schneller in die Zellen gelangen.
Mit Nanomedizin gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Der Einsatz von Nanotechnologien in der Medizin (Nanomedizin) ist eine Entwicklung, die zügig Fortschritte macht. So wurden bereits mehrere Nanopharmazeutika für die medizinische Verwendung zugelassen, und da Herz-Kreislauf-Erkrankungen mit mehr als 26 Millionen Todesfällen weltweit zu den häufigsten Todesursachen zählen, eröffnet sich ein breites Feld für die Nanomedizin. „CUPIDO war in zweierlei Hinsicht erfolgreich: zum einen formte sich ein starker Teamgeist in der Arbeitsgruppe, zum anderen entwickelten wir einen innovativen und in der kardiovaskulären Medizin völlig neuen klinischen Therapieansatz“, zeigt sich Catalucci stolz. Im nächsten Schritt soll ein Start-up-Unternehmen gegründet werden, um alle Anforderungen im Bereich Forschung und Entwicklung sowie regulatorischer Vorgaben zu erfüllen.
Schlüsselbegriffe
CUPIDO, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Peptide, Nanomedizin, Wirkstofftransport, inhalierbare Nanopartikel, Aptamere, Inhalationstherapie
