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 '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