Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gezielte Freisetzung von Antibiotika mit Nanoreaktoren

30.11.2012
Chemiker der Universität Basel haben winzige Nanokugeln entwickelt, die das häufig eingesetzte Antibiotikum Cephalexin herstellen und lokal freisetzen können.
Wenn es gelingt, solche Nanoreaktoren in medizinische Implantate einzubauen, liessen sich gezielt bakterielle Infektionen bekämpfen, ohne dass der Wirkstoff über den ganzen Körper verteilt wird. Dies berichten die Forschenden im Fachjournal «Chemical Communications».

Polymersomen sind kugelförmige Strukturen mit einer Grösse im Nanobereich. Sie bestehen aus einer künstlichen Membran, die einen Hohlraum umschliesst. Um diese Hülle für kleine Moleküle durchlässig zu machen, hat die Gruppe um den Basler Chemiker Prof. Wolfgang Meier Proteine eingebaut und die Membran so mit winzigen Kanälen ausgestattet. Damit konnten die Forschenden einen Nanoreaktor herstellen, in dessen Innern sich ein Enzym einschliessen lässt. Dort ist das Enzym vor Abbau geschützt und ist über die Poren in der Hülle für Substrate zugänglich.

In der vorliegenden Arbeit kapselten die Forscher das Enzym Penicillinacylase in die Polymerkugel ein. Penicillinacylase beschleunigt die Synthese zweier inaktiver Stoffe zu Cephalexin, einem Antibiotikum, mit dem bakteriellen Infektionen oft behandelt werden. In Versuchen konnten die Chemiker zeigen, dass die Ausgangsstoffe durch die Membran eindringen, mithilfe des Enzyms miteinander reagieren und die produzierten Antibiotika durch die poröse Hülle des Nanoreaktor wieder austreten. Das Resultat: Das Wachstum eines Testbakteriums wurde in Gegenwart des Nanoreaktors erfolgreich unterdrückt.

Antibiotikafreisetzung an Ort und Stelle
Nach dem Einsetzen von Implantaten – zum Beispiel Zahnimplantaten oder künstlichen Gelenken – führen bakterielle Infektionen nicht selten zu Komplikationen, die sich nur schwer behandeln lassen. Meist werden diese Infektionen durch oral verabreichte Antibiotika behandelt. Das hat den Nachteil, dass der Wirkstoff über den ganzen Körper verteilt wird und an anderer Stelle womöglich eine unbeabsichtigte Wirkung entfaltet. Bei vermehrter Anwendung von Antibiotika steigt zudem die Wahrscheinlichkeit einer Resistenzbildung. In der modernen Materialforschung werden deshalb Ansätze verfolgt, um antibiotische Komponenten direkt in Materialien oder Beschichtungen einzubauen.

Nanoreaktoren in der Implantationsmedizin
Polymere Nanoreaktoren bilden einen vielversprechenden Ansatz, um die Dosis von Medikamenten zu reduzieren, ohne dass sich die Effizienz der Wirkstoffe verschlechtert. Gelänge es, Implantate mit Nanoreaktoren zu beschichten, wäre das ein eleganter Weg, um Antibiotika örtlich begrenzt einzusetzen. Zwar blieben die oral verabreichten inaktiven Vorstufen weiterhin im gesamten Körper verteilt, doch würden sie erst durch die Nanoreaktoren an der gewünschten Stelle zum aktiven Wirkstoff umgesetzt.
Originalbeitrag
Karolina Langowska, Cornelia G. Palivan, Wolfgang Meier
Polymer nanoreactors shown to produce and release antibiotics locally
Chem. Commun. (2012), published online 5 October 2012 | DOI: 10.1039/C2CC36345C

Weitere Auskünfte
• Prof. Dr. Wolfgang Meier, Universität Basel, Departement Chemie,
Tel. +41 61 267 38 02, E-Mail: wolfgang.meier@unibas.ch
• Dr. Cornelia Palivan, Universität Basel, Departement Chemie,
Tel. +41 61 267 38 39, E-Mail: Cornelia.Palivan@unibas.ch

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1039/c2cc36345c
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie