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© MPI-P
Nanocarrier (gelb) werden von komplexen Mischungen aus Proteinen bedeckt, bevor sie mit Zellmembranen interagieren und aufgenommen werden.
 
Immunologie 22. Februar 2016

Forscher finden neue Wirkstoffträger für Medikamente

Tarnkappen-Effekt bei Nanocarriern als Medikamenten-Transporter künftig noch besser nutzbar.

Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) entschlüsseln Stealth-Effekt von Nanocarriern gegen Fresszellen des Immunsystems.

Mithilfe von „Medikamenten-Transportern“, sogenannten Nanocarriern, gelangen Wirkstoffe an erkrankte Stellen im Körper. Dort forcieren sie den Heilungsprozess. Damit die Fresszellen des Immunsystems sie aber nicht vor Erreichen des Wirkortes aufspüren, sind die Nanocarrier-Oberflächen mit dem biokompatiblen Polymer Polyethylenglykol (PEG) versehen. Dieses rekrutiert bestimmte Proteine aus dem Blutplasma und bildet dadurch eine Art Tarnkappe auf den Nanocarriern. Deshalb heißt das Prinzip auch Tarnkappen-Effekt oder Stealth-Effekt.

Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz und des MPI-P fanden nun heraus, welche speziellen Proteine an das PEG anhaften müssen, wie sie im Magazin Nature Nanotechnology veröffentlichten. Auf Basis dieser Entdeckung lassen sich Nanocarrier als Medikamenten-Transporter besser vor den Fresszellen des Immunsystems verbergen. Die Wissenschaftler haben diese Erkenntnis bereits auf andere Polymere, sogenannte Polyphosphate, übertragen.

Diese sind im Vergleich zu PEG biologisch abbaubar und daher hoffnungsvolle Kandidaten für Wirkstoffträger in der langfristigen Therapie von chronischen Krankheiten.

Die Eigenschaft von PEG, Nanocarrier und andere Substanzen länger im Blut zirkulieren zu lassen, ist in der Medizin bereits bekannt. Allerdings wurde sie bisher damit erklärt, dass PEG eine Verminderung der Gesamtproteinbelegung der Nanocarrier-Oberfläche bewirkt. Die Arbeit von Dr. Frederik Wurm und Prof. Katharina Landfester vom MPI-P und von Prof. Volker Mailänder von der Universitätsmedizin Mainz führt in dieser Art der Oberflächenmodifikation allerdings einen Paradigmenwechsel herbei: Zusammen mit ihren Kollegen konnten die Forscher zeigen, dass nicht die Verminderung einer Proteinanhaftung wesentlich für den Stealth-Effekt ist, sondern die zusätzliche Anreicherung von bestimmten Proteinen. So stellt nicht PEG selbst die Tarnkappe dar, sondern die Anhaftung von spezifischen Proteinen aus dem Blutplasma, allen voran das Apolipoprotein J, auch Clusterin genannt. Durch die selektive Adsorption des Clusterins wird die Tarnung der Nanocarrier erst ermöglicht, damit sie an ihrem jeweiligen Zielort im Körper ankommen.

Dies fanden die Wissenschaftler heraus, indem sie verschiedene Nanocarrier veränderten und vergleichende Studien mit den anhaftenden Proteinen durchführten.

Diese Erkenntnisse werden die Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung von erkranktem Gewebe, beispielsweise Tumoren, wesentlich beeinflussen. So kann damit beispielsweise die Gesamtdosis bei verlängerter Wirkzeit reduziert werden. Dies ist insbesondere für nebenwirkungsreiche chemotherapeutische Tumorbehandlungen entscheidend, heißt es in der Meldung des MPI-P und der Universitätsmedizin Mainz.

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