Blut-Hirn-Schranke mit „GPS-Pille“

Foto: Gehirn

Neurodegenerative Erkrankungen
wie Multiple Sklerose, Alzheimer,
Parkinson und auch Hirntumore
führen zur allmählichen
Schädigung des Gehirns; © Peter
Eggermann/panthermedia.net

Das Verfahren eröffnet neue Perspektiven für die Therapie von Gehirnerkrankungen des Menschen wie Hirnturmore oder Multiple Sklerose. Es beruht auf mikroskopisch kleinen, synthetisch hergestellten Proteinkapseln, die aufgrund ihrer molekularen Beschaffenheit darauf programmiert sind, Wirkstoffe in Gehirnzellen abzugeben. Wie geplant, wird nach Abschluss der Inkubation ein Start-up-Unternehmen die Technologie nun weiterentwickeln. Dieses Pionier-Projekt ist der sichtbare Beweis für die erfolgreiche Umsetzung des bundesweit einmaligen LSI-Konzeptes. Der LSI wurde der 2007 von Max-Planck-Gesellschaft mit dem Ziel ins Leben gerufen.

Neurodegenerative Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Alzheimer, Parkinson und auch Hirntumore führen zur allmählichen Schädigung des Gehirns. Die Ursachen sind zum Teil ungeklärt, die Symptome vielfältig, wobei sie von Lähmungserscheinungen über Gedächtnisverlust bis zur Demenz reichen können. Gängige Therapiemethoden sind nur begrenzt wirksam. Was insbesondere daran liegt, dass sich das Gehirn nicht ohne Weiteres mit Medikamenten behandeln lässt.

Grund dafür ist ein natürlicher Filtermechanismus in der Wand der Blutgefäße, die das Gehirn versorgen: Diese „Blut-Hirn-Schranke“ schützt das Hirngewebe vor Krankheitserregern und hindert auch viele Arzneistoffe daran, von der Blutbahn ins Gehirn zu gelangen. Wissenschaftler des LSI haben nun eine „Medikamenten-Fähre“ entwickelt, die diese Barriere überwindet. Untersuchungen mit Mäusen konnten dies jetzt erstmals bestätigen. Den Tieren war mittels des neuen Verfahrens ein Markierungsstoff in die Blutbahn verabreicht worden, der sich später im Gehirn wiederfand. Damit bietet sich eine neuartige Möglichkeit, Erkrankungen des zentralen Nervensystems zu behandeln.

„Manche Substanzen können die Blut-Hirn-Schranke durchaus passieren. Auch unsere Fähre wird vom Gehirn als etwas wahrgenommen, das es unbedingt benötigt. Sie kann so durch die Blut-Hirn-Schranke schlüpfen“, sagt Projektleiter Doktor Heiko Manninga. „Damit sind wir in der Lage, eine Vielzahl von Wirkstoffen von der Blutbahn ins Gehirn zu transportieren. Dass das Verfahren so gezielt wirkt, hat uns selbst überrascht.“ Die Untersuchungen zeigen zudem, dass die Fracht nicht nur in den Zellen ankommt, sondern dort auch noch funktionsfähig ist. „Das Paket wird unbeschadet abgeliefert, das ist Voraussetzung für eine mögliche Therapie“, so Manninga.

Das Verfahren beruht auf künstlich hergestellten Proteinkapseln, bekannt als „Virus-Like-Particles“ (VLPs). Hieraus entwickelte die Forschergruppe kugelförmige, nur Millionstel Millimeter große Hüllen, sogenannte „Engineered Protein Capsules“ (EPC), die sich gezielt mit Wirkstoffen beladen lassen.

Die Proteine der Kapsel wirken wie ein Navigationssystem, das die winzigen Transporter dazu leitet, ihre Medikamentenfracht in Hirnzellen abzuliefern. „Unser Verfahren bringt Wirkstoffe genau dorthin, wo sie ihre Reaktion entfalten sollen. Das gleicht einer Pille mit eingebautem GPS-System“, meint der Projektleiter. VLPs werden bereits seit einigen Jahren in der Immunforschung, aber auch zur praktischen Impfung verwendet. „Diese Proteinkapseln für den Transport von Wirkstoffen einzusetzen, ist jedoch ein neuer Ansatz. Das gilt speziell hinsichtlich der Behandlung von Hirnerkrankungen“, sagt Manninga.

MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft