Nanotransporter finden via Farbsignal den Weg in die Leber

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Nanopartikel sollen künftig mittels Farbstoffen Wirkstoffe gezielt in die Leber und Niere bringen. Forscher der Universität Jena und Kollegen aus Deutschland sowie den USA haben ein derartiges System entwickelt, das in "Nature Communications" vorgestellt wurde. Außerdem lässt sich durch die Markierung der Transport überwachen.

siRNA (small interfering RNA-molecules) gelten als Hoffnungsträger zielgerichteter Therapien. Sie können Gene spezifisch stumm schalten, indem sie verhindern, dass die darauf codierten Proteine produziert werden. Dafür müssen sie in die Zielzellen gebracht werden, was den Umgang mit ihnen kompliziert macht. Das Forscherteam konnte jetzt einen Nanotransporter herstellen, der den Weg zielgerichtet und effizient zu einem ausgewählten Zelltyp findet und dort den Wirkstoff freisetzt.

Die auf Polymeren basierenden Partikel sind mit Nahinfrarot-Fluoreszenzfarbstoffen markiert und mit siRNA beladen. "In Abhängigkeit von der chemischen Struktur der Farbstoffe wurden die Partikel entweder über das Nierengewebe oder über Zellen der Leber aus dem Blut gefiltert. Gleichzeitig ließ sich dieser Weg anhand der Farbstoffe durch optische Verfahren leicht nachverfolgen", beschreibt Michael Bauer, einer der Studienleiter, die Funktionsweise. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass der Farbstoff spezifisch von einem Zelltransporter der Leberepithelzellen aufgenommen und in die Zellen geschleust wird.

So wird die Wirkstoffladung exklusiv in den Zielzellen freigesetzt. "Das Prinzip kann als eine Art Werkzeugkasten für eine Vielzahl unterschiedlicher siRNA-Nanotransporter gesehen werden, welche das gezielte Ausschalten spezifischer Proteinbiosynthesen in unterschiedlichen Zelltypen gewährleisten können", ergänzt Ulrich S. Schubert, zweiter Studienleiter. Mit der Möglichkeit, die Spezifität der unbeladenen Partikel vorab zu testen und dann gezielt krankheitsassoziierte Gene auszuschalten, biete das Prinzip neue Ansätze zur personalisierten Therapie verschiedenster Krankheitsbilder. Die Wissenschaftler wollen jedenfalls die Technologie weiterentwickeln, um damit bald auch zur klinischen Anwendung zu kommen.

Konkret wurde der Nanotransporter am Beispiel der Cholesterinproduktion getestet. Dafür wurden die Farbstoff-geleiteten Nanopartikel mit siRNA-Molekülen beladen, die in die Cholesterin-Produktion in Hepatozyten eingreifen. Damit konnte im Tiermodell eine deutliche Senkung des Cholesterinspiegels im Blut erreicht werden.