Nanomedizin: Wirkstoffe direkt ans Ziel bringen

Die Nanotechnologie könnte künftig noch stärker genutzt werden, um Arzneistoffe direkt an ihren Wirkort zu befördern. Möglichkeiten dazu stellte Professor Dr. Twan Lammers von der Universitätsklinik Aachen beim Weltkongress der Pharmazeutischen Wissenschaften in Stockholm vor. Ein Prinzip, das man sich in der Tumortherapie bereits zunutze macht, ist der sogenannte Enhanced Permeability and Retention (EPR)-Effekt. Er bedeutet, dass sich Nanopartikel verstärkt in soliden Tumoren anreichern, weil die Gefäßauskleidung dort, anders als in gesundem Gewebe, Lücken hat, durch die die Nanopartikel hindurchschlüpfen können. «Unglücklicherweise bleiben die Nanopartikel aber oft dort liegen, wo sie das Blutgefäß verlassen haben, penetrieren also nicht weiter ins Tumorgewebe», sagte Lammers. Zudem bestünden beim EPR-Effekt große inter- und intraindividuelle Unterschiede: Bei manchen Patienten sei er sehr ausgeprägt, bei anderen kaum vorhanden. Und auch innerhalb ein und desselben Tumors seien manche Gefäße durchlässiger als andere.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung des EPR-Effekts sieht Lammers in der sogenannten Sonoporation, bei der das kranke Gewebe, in das der Wirkstoff penetrieren soll, gezieltem Ultraschall ausgesetzt wird. Dem Patienten werden zuvor sogenannte Mikrobläschen (microbubbles) infundiert, die durch den Ultraschall in starke Schwingung versetzt werden und schließlich platzen. Dadurch werden die Tight Junctions im Gefäßendothel, aber auch die Zellmembranen selbst durchlässig gemacht. Der Wirkstoff kann dabei in die Mikrobläschen verpackt werden, muss es aber nicht. Es besteht auch die Möglichkeit, den Wirkstoff und eine Mikrobläschen-haltige Lösung, etwa das Ultraschall-Kontrastmittel Sonovue^®, gemeinsam zu verabreichen.

In einer im vergangenen Jahr im «Journal of Controlled Release» erschienenen Arbeit konnte Lammers mit seiner Arbeitsgruppe zeigen, dass die Sonoporation im Tierversuch die Akkumulation und Penetration von Liposomen in Tumoren mit niedrigem EPR-Effekt steigert. Auch eine Pilotstudie mit zehn Patienten mit inoperablem Pankreaskrebs verlief positiv: Verglichen mit der Standard-Chemotherapie mit Gemcitabin erhöhte die Kombination aus Gemcitabin plus Sonoporation die Verträglichkeit, das Ansprechen und das mediane Überleben, ohne verstärkte Nebenwirkungen zu induzieren.

«Die Sonoporation eignet sich auch, um etwa bei Hirntumoren Zytostatika ins ZNS zu transportieren», sagte Lammers. Denn die Blut-Hirn-Schranke, die normalerweise für die meisten Wirkstoffe undurchlässig ist, lässt sich mittels Sonoporation gezielt öffnen, wie er zusammen mit Kollegen 2014 in «Advanced Functional Materials» zeigen konnte. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet seien chronisch-entzündliche Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis, bei denen die Mikrobläschen nicht mit Zytostatika, sondern mit Corticosteroiden kombiniert werden. Durch die Anreicherung im Entzündungsherd lasse sich die Steroiddosis und somit auch die Nebenwirkungsrate senken, so Lammers. (am)

DOI: 10.1016/j.jconrel.2016.02.021 (erste Studie)
DOI: 10.1016/j.jconrel.2016.10.007 (Proof-of-Concept-Studie bei Pankreaskrebs)
DOI: 10.1002/adfm.201401199 (Studie in "Advanced Functional Materials")

23.05.2017 l PZ

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