Das Neurotoxin Tetradotoxin verdankt seinen Namen dem Kugelfisch. Die Familie wird im Lateinischen als Tetraodontidae bezeichnet. / © Getty Images/aries
Üblicherweise wirken Lokalanästhetika acht bis zwölf Stunden. Ein Team um Dr. Yuan Wang von der Harvard Medical School in Boston erzielten nun bei Ratten eine anästhetische und analgetische Wirkung von mehr als zwei Wochen mit einem Drug Delivery System aus speziellen Liposomen, das den Wirkstoff nur sehr langsam freisetzte. Die Ergebnisse publizierten die Forschenden im Fachmagazin »Nature Biomedical Engineering«.
Sollen hydrophile Arzneistoffe lokal wirken, besteht ein Problem darin, dass sie schnell vom Wirkort wegdiffundieren. Dies macht es schwierig, therapeutische Konzentrationen am Wirkort aufrechtzuerhalten, ohne die systemische Exposition zu erhöhen. Technologisch lässt sich dieses Problem adressieren, indem man die Wirkstoffe in Liposomen verpackt: winzige Kügelchen aus Lipiden, die am Wirkort verbleiben und aus denen die Arzneistoffe möglichst langsam freigesetzt werden sollten.
Dies gelinge allerdings nicht immer in zufriedenstellendem Maße, schreiben die Forschenden. So komme es etwa bei Liposomen mit einem hohen Anteil gesättigter Phospholipide häufig zu einem sogenannten Burst Release, der schlagartigen Freisetzung eines Großteils der Wirkstoffmenge unmittelbar nach der Injektion. Um zu untersuchen, wie sich das vermeiden lässt, verglichen die Forschenden Liposomen mit unterschiedlich stark gesättigten Phospholipiden.
Dabei stellten sie fest, dass Liposomen aus stärker ungesättigten Phospholipiden hydrophile Wirkstoffe besser zurückhielten und deutlich langsamer freisetzten als gesättigte Liposomen – obwohl sie eigentlich das Gegenteil erwartet hatten. So zeigten Liposomen auf Basis von 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholin (DOPC) im Vergleich zu gesättigten Analoga selbst bei höherer Beladung eine elffach niedrigere initiale Freisetzung und eine vierfach niedrigere Freisetzung nach sieben Tagen.
Als Ursache vermuten die Forschenden multilamellare oder multivesikuläre Strukturen. »Die flüssigeren Membranen in Liposomen mit vielen Doppelbindungen lassen sich zwar möglicherweise leichter durchdringen, doch die größere Anzahl an Barrieren verlangsamt die Freisetzung des Wirkstoffs«, erklärt Wang in einer Pressemitteilung des Boston Children´s Hospital. So bilden die Liposomen möglicherweise konzentrische Kugeln, die wie Zwiebeln mit vielen Schichten aussehen.