Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verstopfte Poren für erhöhte Wirksamkeit

18.01.2013
Molke-Protein stabilisiert Nanotransporter und steuert pH-abhängige Wirkstoff-Freisetzung

Wie können Pharmaka sicher durch das saure Milieu des Magens in den Darm geschleust werden? Ein kanadisch-australisches Team hat dazu einen neuartigen "Nanotransporter" entwickelt, der aus porösen Partikeln aus Siliziumdioxid besteht, die mit einem Molke-Protein stabilisiert wurden. Im sauren Milieu bildet das Protein ein Gel, das die Poren verschließt. Bei höheren pH-Werten öffnen sich diese wieder.


Ein Nanotransporter aus porösen, mit einem Molke-Protein stabilisierten Partikeln aus Siliziumdioxid kann die Wirksamkeit von damit transportierten Wirkstoffen erhöhen.

(c) Wiley-VCH

Nicht nur der Wirkstoff, auch die Darreichungsform ist bei Pharmaka wichtig, denn sie entscheidet, wann und wo im Körper die Arznei ihre Wirkung entfaltet. Retard-Formulierungen sollen beispielsweise einen Wirkstoffpegel über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten, Tumormittel sollen möglichst selektiv in den erkrankten Zellen aktiv werden, um Nebenwirkungen gering zu halten. Dafür muss der Wirkstoff richtig "verpackt" sein. Eine "Verpackung" ist oft bereits bei oraler Gabe nötig, da viele Wirkstoffe durch die Magensäure zerstört werden, bevor sie den Darm erreichen, wo ihre Aufnahme in die Blutbahn erfolgen sollte. Ein Säureschutz tut not, der unter den Bedingungen des Darms jedoch den Wirkstoff freigeben muss.

Eine vielversprechende Wirkstoff-"Verpackung" sind mesoporöse Siliziumdioxid-Nanopartikel. Sie sind biokompatibel, leicht mit der benötigten Poren- und Partikelgröße herzustellen und die Chemie ihrer inneren und äußeren Oberfläche kann breit variiert werden. Die Beladung mit Wirkstoff-Molekülen verschiedenster Größe funktioniert genauso problemlos wie deren kontrollierte Freisetzung. Allerdings neigen die Teilchen dazu, im physiologischen Milieu zu aggregieren, was deren Eigenschaften völlig verändern kann. Außerdem müssen Methoden entwickelt werden, die eine selektive Freisetzung am gewünschten Ziel auslösen. Der Wechsel des pH-Werts bei der Magen-Darm-Passage kann ein solcher Auslöser sein.

Das Team um Shi Zhang Qiao von der University of Queensland (Brisbane, Australien) und Freddy Kleitz von der Université Laval (Québec, Kanada) hat Siliziumdioxid-Nanotransporter nun weiterentwickelt und berichtet darüber in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Erfolgsgeheimnis ist ?-Lactoglobulin, ein als Nahrungsergänzungsmittel verwendetes Molke-Protein, das die Forscher an die äußere Oberfläche der porösen Nanopartikel anknüpfen. Dies stabilisiert die Nanopartikel gegenüber Aggregation und erhöht deren Biokompatibilität. Bei pH-Werten unterhalb von 5, wie im Magen, geliert ?-Lactoglobulin, es quillt auf und bildet eine "Gelhülle" um die Nanopartikel, die die Poren verstopft und verhindert, dass Wirkstoff austritt. Bei höheren pH-Werten, wie im Darm, liegt das Protein dagegen in Form diskreter Moleküle vor, die Poren werden frei, Wirkstoff kann austreten.

Nicht nur Magen und Darm, auch andere Organe unterscheiden sich in ihrem pH-Wert - und es finden sich sogar pH-Unterschiede zwischen bestimmten Tumoren und dem umgebenden gesundem Gewebe. Weiterentwicklungen des beschriebenen Ansatzes ließen sich vielleicht nutzen, um Nanotransporter zu konstruieren, die auf solche feineren pH-Unterschiede reagieren können.

Angewandte Chemie: Presseinfo 02/2013

Autor: Freddy Kleitz, Université Laval, Québec (Canada), http://www.chm.ulaval.ca/kleitz/prof.f.kleitz.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201208840

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/
http://www.gdch.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht UVB-Strahlung beeinflusst Verhalten von Stichlingen
13.12.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Mikroorganismen auf zwei Kontinenten studieren
13.12.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rest-Spannung trotz Megabeben

13.12.2017 | Geowissenschaften

Computermodell weist den Weg zu effektiven Kombinationstherapien bei Darmkrebs

13.12.2017 | Medizin Gesundheit

Winzige Weltenbummler: In Arktis und Antarktis leben die gleichen Bakterien

13.12.2017 | Geowissenschaften