Wirkstofftransport: Mit Nanogel direkt zum Krankheitsherd

Herkömmliche Arzneimittel wirken meist wenig zielgerichtet. Nimmt man beispielsweise eine Tablette gegen Kopfschmerzen, so entfaltet diese ihre Wirkung nicht nur im Kopf, sondern auch im kleinen Zeh. Weitaus folgenreicher fallen die Nebenwirkungen jedoch bei der Behandlung schwerwiegender Erkrankungen wie Krebs aus. Neue Verfahren zum Wirkstofftransport sollen Abhilfe schaffen.

Struktur eines Cyclodextrinmoleküls
Struktur eines Cyclodextrinmoleküls (Foto: Thinkstock)

Im Idealfall sollte ein Medikament nur dort wirken, wo es benötigt wird. Bei einer Chemotherapie ist das bisher nicht der Fall, so dass der gesamte Körper des Patienten durch teils erhebliche Nebenwirkungen wie Erbrechen, Erschöpfung und Haarausfall in Mitleidenschaft gezogen wird. Das BMBF fördert deshalb verschiedene Forschungsprojekte, die nanotechnische Methoden für den effektiven Wirkstofftransport direkt zum Krankheitsherd untersuchen. Darunter auch ein Projekt von Berliner Wissenschaftlern, die mit speziell entwickelten Nanogelen arbeiten. Nanogele bestehen aus vernetzten Polymer-KettenPolymer-Ketten
Ein Polymer ist eine chemische Verbindung, die aus einer Abfolge von einfachen Grundbausteinen (Monomeren) besteht. Die meisten Kunststoffe sind Polymere.
mit einem Durchmesser von maximal 100 Nanometern. Diese Netzwerke besitzen Poren, die mit spezifischen Wirkstoffmolekülen besetzt werden können.

Zielgerichteter Transport, kontrollierte Wirkstofffreisetzung

Mit den Nanogelen werden die Wirkstoffe nach der Injektion in den Blutkreislauf des Patienten wie mit einem Nano-Taxi direkt zur Ursache der Krankheit transportiert. Aufgrund ihrer spezifisch angepassten Größe und Struktur reichern sich die Gelpartikel im geschädigten Gewebe an, ohne dabei jedoch sofort die Wirkstoffe freizugeben. Dies geschieht erst durch eine von außen erfolgende Stimulation mit Infrarot-Licht. Auf diese Weise können die Wissenschaftler gezielt steuern, an welchem Ort im Körper die Wirkstoffe wann und in welcher Menge freigesetzt werden.

Ähnliche Ziele verfolgen noch weitere BMBF-geförderte Forschergruppen. Untersucht werden dabei unter anderem die Wirkstofftransporteigenschaften sogenannter Cyclodextrine. Das sind ringförmige Kohlenhydratverbindungen, die auch in Geruchsentfernern im Haushalt Anwendung finden. Sie können in ihrem inneren Hohlraum fettliebende (lipophile) Wirkstoffe einschließen und diese so transportieren.
Weiterhin wird an Verfahren geforscht, die mit lichtempfindlichen Nanopartikeln einzelne Krebszellen direkt abtöten, indem Wirkstoffe freigesetzt werden, sobald die Zellen mit einem Laserstrahl beschossen werden.

Als Ergebnis dieser Forschungsvorhaben könnten in Zukunft neue Behandlungsformen zur Verfügung stehen, die bei einem gleichzeitig reduzierten Wirkstoffeinsatz höhere Heilungschancen bieten und zudem weniger Nebenwirkungen verursachen.

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