Sprühtrocknung von Protein-Arzneimitteln

Wenn die Diät nicht hilft, haben Diabetiker keine Wahl. Ob ihnen vor der Nadel graut, ob sie jeden Einstich als schmerzhaft empfinden – sie müssen sich an die Spritze gewöhnen. Nur so kann das Insulin, das ihren Blutzuckerhaushalt in Ordnung hält, wirksam werden. Werden Protein-Arzneimittel auf andere Weise verabreicht, geht ihre Aktivität vor dem Ziel verloren. In der Sprühtrocknung von Proteinpulvern, die als feinste Partikel über die Lungen oder die Haut zum Wirkungsort gelangen können, wird am Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie der Universität Erlangen-Nürnberg von Prof. Dr. Geoffrey Lee ein Verfahren erforscht, das Eiweißmoleküle stabilisiert und für therapeutische Zwecke effektiv erhält.

Als Wirkstoff von Medikamenten müssen Proteine im zentralen Kreislauf biologisch aktiv werden. Tabletten oder Kapseln zu schlucken, scheidet in diesem Fall aus. Der Magen ist darauf eingerichtet, Eiweiß zu verdauen, und zerlegt therapeutische ebenso wie andere Proteine. Hüllen als Trägersysteme schützen davor nicht hundertprozentig. Außerdem können intakte Proteine die Magenschleimhaut nur schwer passieren. Weniger als ein Prozent einer oral eingenommenen Dosis von Insulin, Interferonen, Immunglobulinen oder Wachstumshormonen erfüllt die Funktion, für die sie gedacht ist.

Obwohl sie vielen Patienten unangenehm und dazu in Produktion und Anwendung teuer ist, bleibt für die 60 therapeutischen Proteine auf dem deutschen Markt bisher nur die Spritze. Die intensive Suche nach Alternativen mündete zum einen in Systemen, die den Wirkstoff nach und nach freigeben, so dass er seltener verabreicht werden muss. Zum anderen wurden neue Applikationswege erschlossen. Über Nase und Lungen können Pulver inhaliert werden. Nadelfreie Injektionssysteme, die mit Druckluft oder Federmechanik arbeiten, bringen therapeutische Substanzen in die Haut ein. Die chemische und physikalische Stabilität von Proteinen bleibt jedoch ein Problem. In den Prozessen zur Herstellung von Arzneimitteln und nach der Freisetzung im Körper drohen die Moleküle entfaltet und denaturiert zu werden.

„Trägersystem und Verabreichungsweg müssen für eine effiziente Therapie gut aufeinander abgestimmt sein“, stellt Prof. Lee fest. Um feine, stabile Proteinpartikel zu erzielen, die sich gut in den Lungenbläschen ablagern, ist die Sprühtrocknung nach den Untersuchungen am Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie besonders geeignet. Mittels Sprühgefriertrocknung, einem Verfahren, das ebenfalls zum Stabilisieren von Proteinen verwendet wird, werden in Erlangen Proteinpulver für nadelfreie Injektionssysteme gewonnen.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Geoffrey Lee
Tel.: 09131/85 -29552
lee@pharmtech.uni-erlangen.de

Dr. Gerhard Simon
Tel.: 09131/85 -29555
Simon@pharmtech.uni-erlangen.de