Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bunte Nanoguides zur Leber

03.12.2014

Jenaer Wissenschaftlern gelang die Herstellung hochspezifischer Nanopartikel, die ihre Wirkstoffladung in Abhängigkeit wegweisender Farbstoffe zielgerichtet zu Leber- oder Nierengewebe transportieren. Die Farbstoffmarkierung ermöglicht zudem die Überwachung des Transports durch Intravitalmikroskopie oder nicht-invasiv durch multispektrale optoakustische Tomographie. Als Funktionsnachweis des Prinzips diente die durch siRNA vermittelte Drosselung der Cholesterinproduktion, wie jetzt im Fachjournal Nature Communications berichtet.

Sie sind ein Hoffnungsträger für zielgerichtete Therapieansätze: Die so genannten small interfering RNA-Moleküle, siRNA. Diese können spezifisch Gene stumm schalten, indem sie verhindern, dass die darauf codierten Proteine produziert werden.


Schematische Darstellung eines Nanopartikels mit Wirkstoffbeladung im Inneren (lila) und spezifischen Farbmarkierungen auf der Partikeloberfläche (blaue Punkte).

Quelle: JCSM/SmartDyeLivery GmbH


Jenaer Wissenschaftlern gelang die Herstellung spezifischer Nanopartikel, die ihre Wirkstoffladung in Abhängigkeit wegweisender Farbstoffe zielgerichtet zu Leber- oder Nierengewebe transportieren.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU Jena

Dazu muss das genetische Material aber in die Zielzellen gebracht werden, um dort und nur dort zu wirken und nicht einfach wieder ausgeschieden zu werden oder, schlimmer noch, gesundes Gewebe zu schädigen. Und das macht die Handhabung von siRNA extrem schwierig. Mediziner und Chemiker aus Jena, München und den USA ist es jetzt gelungen, Nanotransporter für das genetische Material herzustellen, die ihren Weg zielgerichtet und effizient zu einem ausgewählten Zelltyp finden und dort den Wirkstoff freisetzen.

Farbstoffe sind Adressaufkleber und Trackingnummer in einem

Die auf Polymeren basierenden Partikel sind mit Nahinfrarot-Fluoreszenzfarbstoffen markiert und mit siRNA beladen. Die Farbstoffe wirken für die Partikel wie Adressaufkleber und Trackingnummer in einem.

„In Abhängigkeit von der chemischen Struktur der Farbstoffe wurden die Partikel entweder über das Nierengewebe oder über Zellen der Leber aus dem Blut gefiltert. Gleichzeitig ließ sich dieser Weg anhand der Farbstoffe durch optische Verfahren leicht nachverfolgen“, beschreibt Intensivmediziner Professor Michael Bauer die Funktionsweise. Seine Arbeitsgruppe im BMBF-geförderten Zentrum für Sepsis und Sepsisfolgen (CSCC) am Universitätsklinikum Jena konnte zudem zeigen, dass der Farbstoff spezifisch von einem Zelltransporter der Leberepithelzellen aufgenommen und in die Zellen geschleust wird.

Werkzeugkasten für die Nanomedizin

So wird die Wirkstoffladung siRNA exklusiv nur in den Zielzellen freigesetzt. Entworfen und hergestellt wurden die spezifischen Farbnanocontainer in den Laboren des Jena Center for Soft Matter (JCSM) an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Dieses Prinzip kann als eine Art „Werkzeugkasten“ für eine Vielzahl unterschiedlicher siRNA-Nanotransporter angesehen werden, welche das gezielte Ausschalten spezifischer Proteinbiosynthesen in unterschiedlichen Zelltypen gewährleisten können“, ist sich der Sprecher des Zentrums, Professor Ulrich S. Schubert, sicher.

Mit der Möglichkeit, die Spezifität der unbeladenen Partikel vorab zu testen und dann gezielt krankheitsassoziierte Gene auszuschalten, bietet das Prinzip neue Ansätze zur personalisierten Therapie verschiedenster Krankheitsbilder. In der neugegründeten SmartDyeLivery GmbH wollen die Jenaer Wissenschaftler die Technologie weiterentwickeln, um möglichst bald damit auch zur klinischen Anwendung zu kommen, insbesondere bei akuten septischen Infektionen.

In ihrer jetzt im Fachjournal Nature Communications erschienenen Arbeit verdeutlichen die Jenaer Nanomedizin-Forscher die Arbeitsweise ihres Werkzeugkastens am Beispiel der Cholesterinproduktion: Sie beluden die Farbstoff-geleiteten Nanopartikel mit siRNA-Molekülen, die in die Cholesterin-Produktion in Hepatozyten eingreifen, und konnten damit im Tiermodell eine deutliche Senkung des Cholesterinspiegels im Blut erreichen.

Originalliteratur:
A. T. Press, A. Traeger, C. Pietsch, A. Mosig, M. Wagner, M. G. Clemens, N. Jbeily, N. Koch, M. Gottschaldt, N. Bézière, V. Ermolayev, V. Ntziachristos, J. Popp, M. Kessels, B. Qualmann, U. S. Schubert, M. Bauer, "Cell type-specific delivery of short interfering RNAs by dye-functionalized “theranostic” nanoparticles", Nat. Commun. 2014, DOI: 10.1038/ncomms6565.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Michael Bauer
Center for Sepsis Control and Care (CSCC), Universitätsklinikum Jena
Tel. 03641-9 323111
E-Mail: Michael.Bauer[at]med.uni-jena.de

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Jena Center for Soft Matter (JCSM), Friedrich-Schiller-Universität Jena
Tel.: 03641-9 48200
E-Mail: Ulrich.Schubert[at]uni-jena.de

Dr. Uta von der Gönna | Universitätsklinikum Jena
Weitere Informationen:
http://www.uniklinikum-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE