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Nanopartikel: Pillen für die Zukunft
Die Lieferung von Medikamenten direkt in das betroffene Gebiet bietet direkten Zugang zum erkrankten Bereich. Nanopartikel sind vielversprechend als Liefermethode, sind aber derzeit nur in injizierbaren Formen erhältlich. Jetzt haben Forscher vom MIT und Brigham and Women's Hospital einen Durchbruch erzielt, indem sie einen Weg gefunden haben, Nanopartikel oral zu verabreichen.
Nanopartikel, die mit Chemotherapeutika oder kurzzeitig interferierender RNA beladen sind, die ausgewählte Gene ausschalten können, befinden sich derzeit in klinischen Studien zur Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten.
Nachdem die Partikel den Patienten intravenös injiziert wurden, sickern sie durch die undichten Blutgefäße, die typischerweise Tumore und erkranktes Gewebe umgeben, und setzen ihre Nutzlast an der Tumorstelle frei.
Aber neue Forschung, veröffentlicht in Wissenschaft Translationale Medizin, erforscht Alternativen zu Aufnahmen.
Die Forscher behaupten, Durchbrüche geschaffen zu haben, die den Weg für die orale Verabreichung dieser "Mikroarzneimittel" ebnen würden. Sie erklären, dass die orale Verabreichung in der Vergangenheit eine Herausforderung darstellte, weil sie nicht durch das Darmepithel in den Blutkreislauf gelangen kann.
Leitende Autorin und Leiterin des Labors für Nanomedizin und Biomaterialien im Brigham and Women's Hospital (BWH), Omid Farokhzad, erklärt:
"Die Schlüsselherausforderung ist, wie man ein Nanopartikel durch diese Zellbarriere dringen lässt. Wann immer Zellen eine Barriere bilden wollen, machen sie diese Anhaftungen von Zelle zu Zelle, analog zu einer Ziegelmauer, wo die Ziegel die Zellen sind und der Mörtel das ist Anhaftungen, und nichts kann diese Mauer durchdringen. "
Frühere Versuche, diese Barriere zu durchbrechen, führten dazu, dass sie vorübergehend durchbrochen wurden, um Drogen durchzulassen. Dieser Ansatz ist jedoch nicht ungefährlich, da auch schädliche Bakterien durchkommen können.
Von Babys lernen
Die Forscher überprüften frühere Forschungen, die zeigten, wie Babys Antikörper aus der Muttermilch aufnehmen und ihr eigenes Immunsystem stärken. In diesem Fall hängen die Antikörper an einen Zelloberflächenrezeptor, bekannt als FcRN, und dies gewährt ihnen den Zugang durch die Zellwand.
Durch die Beschichtung von Nanopartikeln mit Fc-Proteinen - dem Teil des Antikörpers, der an den Rezeptor bindet - wurden die Nanopartikel einfach mit dem FcRN über Huckepack übertragen.
Und da jedes Nanopartikel - hergestellt aus einem biokompatiblen Polymer namens PLA-PEG - in seinem Kern eine große Arzneimittelnutzlast tragen kann, hat dies weitreichende Implikationen.
Rohit Karnik, MIT-Professor für Maschinenbau, erklärt:
"Es veranschaulicht ein sehr allgemeines Konzept, bei dem wir diese Rezeptoren verwenden können, um Nanopartikel zu befördern, die so ziemlich alles enthalten können. Jedes Molekül, das Schwierigkeiten hat, die Barriere zu durchqueren, könnte in das Nanopartikel geladen werden."
Für die Studie konnten die Forscher erfolgreich die orale Verabreichung von Insulin in Mäusen nachweisen. Sie behaupten, dass die mit Fc-Proteinen beschichteten Nanopartikel "11-mal effizienter in den Blutkreislauf gelangen als äquivalente Nanopartikel ohne die Beschichtung". Und die Nanopartikel konnten genug Insulin transportieren, um den Blutzuckerspiegel der Mäuse zu senken.
Die Forscher hoffen, dass sie durch die Anwendung der gleichen Prinzipien beim Design von Nanopartikeln auch andere Barrieren im Körper durchdringen können, wie die Blut-Hirn-Schranke, die verhindert, dass viele Medikamente ins Gehirn gelangen.
Farokhzad sagt:
"Wenn Sie die Schleimhaut im Darm durchdringen können, dann können Sie vielleicht als nächstes die Schleimhaut in der Lunge durchdringen, vielleicht die Blut-Hirn-Schranke, vielleicht die Plazentaschranke."
Diese Art der Medikamentenverabreichung könnte besonders nützlich sein bei der Entwicklung neuer Behandlungen für Zustände wie hohes Cholesterin oder Arthritis. Während Patienten zögern, häufige Besuche in einer Arztpraxis zu machen, um einen Schuss zu erhalten, würden sie eher nanoparticle Pillen regelmäßig nehmen, sagen die Forscher.
Die Forscher optimieren jetzt, wie die Nanopartikel Medikamente vor dem Test an Tieren liefern.
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Schlafende Pillen, die mit Tod und Krebs-Risiko verbunden sind
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