Medikamente zielgerichtet freisetzen

Foto: Nanocontainer

Der Nanocontainer kann eine chemische
Substanz kontrolliert freisetzen; © Adolphe
Merkle Institut

Manche Medikamente sind von Natur aus toxisch. Das gilt zum Beispiel für Krebsmedikamente: Sie werden mit dem Ziel entwickelt, erkrankte Zellen zu zerstören, greifen aber auch gesunde an. Wenn ein Medikament nur in der vom Krebs befallenen Körperregion wirkte, ließen sich die Nebenwirkungen einer Chemotherapie einschränken.

Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Intelligente Materialien" haben Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne, des Adolphe-Merkle-Instituts der Universität Freiburg und des Universitätsspitals Genf eine weitere Hürde in der Entwicklung eines Medikaments dieser Art überwunden. Dank der Kombination seines Fachwissens in den Bereichen Materialwissenschaften, Bionanomaterialien und Medizin konnte das Team um Heinrich Hofmann nachweisen, dass sein Nanocontainer eine chemische Substanz kontrolliert freisetzen kann.

Der Nanocontainer ist ein sogenanntes Liposom, eine Fettschicht, die einen kugelförmigen Hohlraum mit einem Durchmesser von 100 bis 200 Nanometer umschließt, der etwa hundert Mal kleiner ist als eine Zelle. Spezifische Moleküle, die sich auf der Oberfläche des Liposoms befinden, machen es möglich, kranke Zellen anzusteuern und den Nanocontainer so zu tarnen, dass das Immunsystem ihn nicht als Fremdkörper erkennt und zerstört. Damit fehlt nur noch ein Mechanismus, der es möglich macht, die Membran im richtigen Moment zu öffnen.

Diesen Mechanismus nennen die Forschenden SPION: superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel. Integriert in der Fettschicht des Liposoms, erwärmen sich diese Partikel unter dem Einfluss eines externen magnetischen Feldes. Dadurch wird die Fettschicht durchlässig und das Medikament kann austreten. Vorerst haben die Forschenden die Brauchbarkeit ihrer Methode mit Liposomen nachgewiesen, die anstatt eines Medikaments Farbstoff enthielten. Die SPION erweisen sich dabei als ausgezeichnetes Kontrastmittel in der Magnetresonanztomographie. Dadurch kann man sie verfolgen und den Freisetzungsmechanismus aktivieren, sobald sie am Zielort angekommen sind. "Wir können hier wirklich von Nanomedizin sprechen, da wir mit dem Superparamagnetismus einen Quanteneffekt ausnützen, der nur im Nanobereich existiert", erklärt Hofmann.

MEDICA.de; Quelle: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung