Winziges Teilchen könnte Millionen von Leben verändern

Nanopartikel zur Medikamentenfreisetzung bei Nierenerkrankungen

22.08.2018 - USA

Da die Nieren die Filterfunktion in unserem Körper übernehmen, müssen sie kleine Partikel loswerden, die nicht in den Körper gehören. Und wenn die Niere ein Teilchen nicht herausfiltert, kann es von der Leber ausgeschieden werden, die mit Hilfe von Makrophagen nach Fremdkörpern sucht. Damit werden auch Medikamente, die auf die Nieren abzielen sollen, vom Körper ausgeschieden.

Forscher an der USC Viterbi School of Engineering haben zusammen mit Kollegen von der Keck School of Medicine an der USC Peptid-Nanopartikel entwickelt, um das biologische System zu überlisten und die Nierenzellen anzugreifen. Die Innovation kann sich als entscheidend für die Behandlung chronischer Nierenerkrankungen erweisen.

Jeder dritte Amerikaner bekommt im Laufe seines Lebens eine chronische Nierenerkrankung. Bis heute gibt es nur wenige Lösungen für fortgeschrittene Nierenerkrankungen, die über die Dialyse und Nierentransplantation hinausgehen - beide sind unglaublich teuer und anstrengend. Früher haben Ärzte auch hohe Dosen von Medikamenten in der Hoffnung verabreicht, dass einige der Medikamente in der Lage sein würden, die Niere zu erreichen und ins Visier zu nehmen. Diese starke Dosierung hatte jedoch negative Auswirkungen auf andere Organe im Körper.

Während die gezielte Wirkstoffabgabe seit langem ein Schwerpunkt der Krebsforschung ist, sind Nanopartikel für die gezielte Wirkstoffabgabe an die Nieren weitgehend unerforscht, sagt der Hauptautor der Studie, Eun Ji Chung, Professor im neuen USC Michelson Center for Convergent Bioscience.

Im Wesentlichen haben die Forscher mehrere Monate gebraucht, um ihren auf die Niere abzielenden Partikel zu entwickeln. Dieser Nanopartikel ist eine Mizelle, die 10-20 mal kleiner ist als ein herkömmlicher Nanopartikel. Diese spezielle Mizelle wird aus einer Peptidkette synthetisiert, die aus Lysin und Glutaminsäure besteht. Die besonders kleine Größe des Nanopartikels erlaubt das Eindringen in die Nieren durch die Barriere der Nierenfiltration hindurch, während das Peptid dem Nanopartikel erlaubt, in den Nieren zu verbleiben und so potenziell ein Medikament am Ort der Krankheit zu entladen, ohne durch den Urin entfernt zu werden. Auf diese Weise nutzen die Forscher einen natürlichen Mechanismus des Körpers, um die Nieren anzugreifen, und können systemische Nebenwirkungen, die für die meisten Nierenmedikamente charakteristisch sind, minimieren.

Ergebnisse von In Vivo-Tests

Die Forscher injizierten Mäuse mit fluoreszenzmarkierten Nanopartikeln. Sie fanden heraus, dass die von ihnen entwickelten Nanopartikel stärker in der Niere vorhanden waren als in anderen Körperteilen. Die Partikel könnten also selektiver als bisherige Entwicklungen sein. Außerdem konnten diese biokompatiblen, biologisch abbaubaren Partikel in weniger als einer Woche aus dem Körper entfernt werden und würden andere Organe nicht schädigen.

Originalveröffentlichung

Jonathan Wang, Christopher Poon, Deborah Chin, Sarah Milkowski, Vivian Lu, Kenneth R. Hallows, Eun Ji Chung; "Design and in vivo characterization of kidney-targeting multimodal micelles for renal drug delivery"; Nano Research; 2018

https://www.bionity.com/de/news/163377/winziges-teilchen-koennte-millionen-von-leben-veraendern.html