Gelatine-Partikeln: Transporteure für therapeutische Gene

Biologisch abbaubare Teilchen zur Behandlung bestimmter Nierenerkrankungen

Mikro-Partikeln aus Gelatine (Bild) eignen sich für den Transport therapeutischer Gene zur Behandlung einer bestimmten Nierenerkrankung. Erste Versuche mit Ferkeln verliefen erfolgreich. Forscher der Ohio State University gehen davon aus, dass derartige Mikropartikel therapeutische Gene in den Glomerulus, das Kapillarknäuel in den Nierenkörperchen, das Toxine aus dem Blut filtert, befördern können. Dieses Filtersystem ist bei Patienten, die von einer Glomerulonephritis, einer Nierenentzündung, bei der vorwiegend die Nierenkörperchen (Glomeruli) betroffen sind, blockiert. „Eine Gentherapie für die Behandlung einer Glomerulonephritis bei Menschen ist aber erst in fünf bis zehn Jahren denkbar“, erklärte der Studienautor und Nephrologe Stanley Nahman.

Die Forscher injizierten rund eine Million biologisch abbaubare Gelatine-Teilchen in die Nierenarterie eines Ferkels. Da die Untersuchung nur dem Test des Gelatine-Transportsystem galt, führten die Partikel kein genetisches Material mit. Um den Weg der Partikel verfolgen zu können, wurden die Teilchen vor der Injektion mit radioaktivem Material ausgestattet. Mit Hilfe einer Gamma-Kamera wurden während der Wanderung durch den Körper Bilder geschossen. Zu diesem Zweck wurde die Kamera über die Nieren platziert.

Auf Basis der Radioaktivitätswerte, die sie zu verschiedenen Zeitpunkten in der Niere des Tieres registrierten, maßen die Forscher die Verteilung der Partikel. „Die Radioaktivitätswerte sanken zunehmend rascher. Es scheint, als löste sich die Gelatine so weit, um den Glomerulus durchdringen zu können. Daher ist es für den Transfer von Genen in das Gewebe wertvoll“, erklärte Nahman. Insgesamt dauerte es rund zehn Stunden, bis die Gelatin-Partikeln den Glomerulus durchdrungen hatten.

Derzeit kämpfen die Forscher noch mit praktischen Problemen: Das genetische Material für die Behandlung muss in das biologisch abbaubare Teilchen passen. „Das genetische Material kann nicht in das Gelatine-Mikropartikel gemischt werden, da das Partikel zu klein ist“, sagte Nahman. Es wird bereits daran gearbeitet, dass sich das genetische Material an die Partikel heftet. Hinzu kommt auf der einen Seite, dass sich die Gelatine-Partikel zwar rasch auflösen, sie aber mit einem Durchmesser von 64 Mikrometer noch immer relativ groß sind. Kapillaren haben im Durchschnitt einen Durchmesser zwischen fünf und zehn Mikrometer. Dennoch finden, wie der Versuch zeigte, die Gelatine-Partikeln den Weg in das Kapillarknäuel. Auf der anderen Seite müssen die Partikeln groß genug sein, um zur Abladung des genetischen Materials auch lange genug im Inneren der Kapillare zu bleiben. Vergangene Studien haben gezeigt, dass die optimale Größe bei 16 Mikrometer liegt, um in den Glomerulus von Ratten zu passen. Im Zuge weiterer Forschungen soll die Größe der Gelatine-Partikel reduziert werden.

Als zukunftsweisend erachtet das Nahman-Team die biologische Abbaubarkeit von Gelatine. Dadurch reduziere sich das Risiko einer Ischämie – also einer schlechten Zirkulation im Zuge einer Blockade im Blutgefäß – im Glomerulus. „Die Gelatine-Partikeln wandern rasch durch den Körper und verursachen keine lange Unterbrechung des Blutflusses“, resümiert Nahman. Diese Ergebnisse sind laut dem Nephrologen nicht nur für Nieren, sondern auch für andere Organe ein „guter Deal“.