Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Per Nanotaxi durch die Haut

30.10.2006
420.000 Euro für Erforschung neuer Transportwege für Arzneien

Nanoteilchen sind nur wenige Milliardstel Meter groß. Würde man sie - aufgereiht zu einer Faser - um ein menschliches Haar wickeln, kämen sie einem Bindfaden gleich, der um einen Baum gebunden wurde. In der Königin-Luise-Straße in Berlin-Dahlem wird die Welt der chemischen Zwerge erforscht.

Das neueste Projekt der dort arbeitenden Pharmakologen der Freien Universität Berlin: Moleküle mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften werden wohldosiertem Hochdruck ausgesetzt, um stabile Nanopartikel mit exakt bestimmter Größe zu erhalten. Dadurch wollen die Wissenschaftler Winzlinge mit heilsamer Funktion entwickeln. Das Projekt "Nanoderm-TS" ist Teil des Förderprogramms "Nano for Life" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und wird mit 420.000 Euro gefördert.

Im Visier der Wissenschaftler stehen dabei drei Hautkrankheiten, deren Behandlung bisher noch aufwändig oder unzureichend ist: Schuppenflechte, Akne und aktinische Keratose, die Vorstufe des hellen Hautkrebs. Durch "Nanoderm-TS", so der Name des Forschungsvorhabens, sollen neuartige Medikamente entwickelt werden, die besser ihren Einsatzort erreichen. "Unser Projekt ist darauf spezialisiert, Arzneistoffe in Nanopartikel zu verpacken und gezielt in die Hautschichten zu bringen, wo sie wirken sollen", erklärt Burkhard Kleuser vom Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin.

Grundlage des Projekts sind Erkenntnisse von Monika Schäfer-Korting, Leiterin der Abteilung Pharmakologie und Toxikologie des Instituts. Sie hatte herausgefunden, dass an Nanopartikel gebundene Wirkstoffe besser in die Haut eindringen. Diese Partikel bestehen aus drei Komponenten. Zwei Teile bilden eine Art "Nanotaxi", das dem Arzneistoff sicheren Halt gibt, ihn transportiert und am Ziel absetzt. Die nach innen gerichteten Molekül-Enden der Vehikelhülle (erste Komponente) binden gut an kleine Fettmoleküle (Lipide). Dieser Lipidkern, die zweite Komponente, dient als Verankerung für den dritten Teil, den Arzneistoff. Je nach Art des Wirkstoffs wird dieser entweder vollständig in den Lipidkern integriert oder er ragt etwas aus dem Nanogebilde heraus, um seine passgenauen Strukturen den Bindungsstellen der anvisierten Zielzellen zu präsentieren. Nach geglücktem Transport soll sich das Nanotaxi auflösen und die Arznei ihren Wirkung entfalten.

Damit die Beförderung so reibungslos funktioniert, müssen sowohl das Arzneistoffmolekül als auch die Verbindungen des "Fahrzeugs" im selben Arbeitsgang, der so genannten Hochdruck-Homogenisation, zu einem stabilen Lipid-Nanopartikel verbunden werden. "Die Haut hat eine Lipidbarriere, deshalb hoffen wir mit den Lipid-Nanopartikeln ein optimales Wechselspiel zu erreichen", sagt Kleuser. Entscheidend ist auch, welchen Weg das Nanotaxi mit der Arzneifracht einschlägt. Dazu werden drei Möglichkeiten untersucht: Erstens können die Nanopartikel gleich mit den Lipiden der obersten Hautschicht verschmelzen und ihren Wirkstoff freisetzen. Zweitens sind die Teilchen aufgrund ihrer stabilen Struktur auch dazu fähig, tiefer in die Haut einzudringen. Noch tiefer, nämlich bis zu den Haarbälgen, sollen sie bei der Aknebehandlung gelangen. Für diesen dritten Weg müssen die Lipid-Nanopartikel dann ein spezielles Design erhalten.

Für die Anwendung bei Schuppenflechte (Psoriasis) und Akne wird in der Arbeitsgruppe von Burkhard Kleuser Sphingosin-1-Phosphat in die Nanopartikel eingesetzt. Diese Substanz spielt eine wichtige Rolle bei der Signalwirkung von Vitamin D in der Haut, und seine Wirkmechanismen könnten besonders für die Psoriasis-Behandlung nützlich sein. Es hemmt sowohl die ständige Neubildung der Hautzellen, die an der Oberfläche sofort verhornen und die weißlichen Schüppchen bilden, als auch Immunzellen, die in die betroffenen Hautareale einwandern und den Entzündungsprozess verstärken. Zusätzlich wirkt Spingosin-1-Phosphat auch gegen kleinste Bakterien. Die aussichtsreiche Substanz ist eine Entwicklung der Pharmakologen der Freien Universität und bereits patentiert.

Neue Therapiemöglichkeiten bei der aktinischen Keratose sind das Ziel der Forschergruppe um Monika Schäfer-Korting. Hier werden derzeit Substanzen entwickelt, die die Polymerase hemmen. Das Enzym sorgt für die Vervielfältigung der Erbinformation und damit auch für die Zellteilung. Da der Aufbau der Polymerase bekannt ist, kann am Computer ein passender Gegenspieler modelliert werden. Weil einige der neu geschaffenen Polymerasehemmer jedoch mit ihrer ursprünglichen Struktur nicht durch die Lipidbarriere der Haut eindringen können und damit therapeutisch unwirksam wären, müssen die Pharmakologen einen chemischen Trick anwenden: Die Gegenspieler der Polymerase werden mit einem Molekülanhang maskiert und gelangen mit dieser Tarnung durch die Hautbarriere. Am Ziel wird die Maskierung von körpereigenen Enzymen wieder entfernt, und die Wirkung kann einsetzen.

In vier Jahren wollen die Forscher die neuartigen Medikamente in Form einer Creme oder Salbe mit lokal begrenzter Wirkung bereitstellen. Durch den effektiven Transport und die punktgenaue Freisetzung kann so die therapeutisch nötige Wirkstoffmenge reduziert und unerwünschte Nebenwirkungen weitestgehend vermieden werden. Für die Versuche zum Eindringen in die Hautschichten und die Verträglichkeitstests verwenden die Wissenschaftler menschliche Haut, die aus Operationen stammt oder gezüchtete Kunsthaut. Tierversuche sind also vorerst nicht nötig.

Von Matthias Manych

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Monika Schäfer-Korting, Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-53283, E-Mail: msk@zedat.fu-berlin.de

Ilka Seer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften