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Nano-Carrier zielt auf Zellstandorte
Die meisten Medikamente wirken, indem sie ein bestimmtes Organell innerhalb von Zellen beeinflussen, aber es ist schwierig, eine therapeutische Verbindung an die richtige Stelle in einer Zelle zu bringen. Jetzt ist es Forschern gelungen, ein krebsabtötendes Medikament gezielt auf einen Teil der Zelle, das sogenannte Mitochondrium, zu richten, indem sie es in einen Nanoträger verpackt haben. Die hochgradig zielgerichtete Version des Medikaments steigerte seine Wirksamkeit in Tests an Mäusen selbst bei relativ niedrigen Dosen, schrumpfte Tumore und verlängerte das Überleben.
Kleines Ziel: Ein neuer zielgerichteter Nanoträger bringt ein krebsabtötendes Medikament selektiv zu den Mitochondrien, dem subzellulären Wirkort des Medikaments. In diesen fluoreszierenden Bildern zeigt Gelb an, dass sich das Medikament in den Mitochondrien befindet. Zellkerne sind blau gefärbt.
In den letzten Jahren hatten Forscher großen Erfolg mit der Verwendung von Antikörpern und anderen Molekülen, um Medikamente gezielt auf Zellen bestimmter Gewebetypen zu richten. Aber sobald ein Medikament in die richtige Zelle gelangt, kann es leicht verloren gehen. Medikamente sind im Vergleich zu Zellen winzig, und ihre Ladung, ihr Gewicht und ihre Neigung, mit Wasser zu interagieren, bestimmen, wo in der Zelle ein Medikament landet. Man muss es so gestalten, dass es seinen Weg findet, sagt Volkmar Weissig, Professor für Pharmakologie an der Midwestern University College of Pharmacy , in Glendale, AZ, der die neue zielgerichtete Therapie mit entwickelt hat Vladimir Torchilin , Direktor des Center for Pharmaceutical Biotechnology and Nanomedicine an der Northeastern University in Boston.
Subzelluläres Targeting ist eines der größten Versprechen, die die Nanotechnologie bietet, sagt Jerry Lee , ein Projektmanager bei der Alliance for Nanotechnology in Cancer des National Cancer Institute. Die neue Forschung, sagt er, bietet einen frühen Konzeptbeweis dafür, dass man nicht nur auf Krebszellen abzielen kann, sondern auch, wo in der Zelle angegriffen werden soll.
Weissig und Torchilin entwickelten einen Nanoträger, um ein Medikament namens Ceramid in die Mitochondrien von Krebszellen zu transportieren. Die Forscher schlossen Ceramid in eine Lipidkugel ein, die denen in vielen Medikamentenabgabesystemen ähnelt. Diese Lipidhülle, die zu groß ist, um die Wände gesunder Blutgefäße zu passieren, neigt dazu, sich in Tumoren passiv anzureichern. (Tumorblutgefäße haben große Lücken, durch die die lipidbeschichteten Medikamente eindringen können.) Um das Medikament aktiv an seinen subzellulären Wirkungsort zu lenken, dekorierten Weissig und Torchilin die Lipidhüllen mit einem Molekül, von dem bekannt ist, dass es sich in den Mitochondrien ansammelt.
In Tierversuchen zeige der Ansatz eine gute Wirksamkeit, sagt Joseph DeSimone, Professor für Chemie und Verfahrenstechnik an der University of North Carolina in Chapel Hill. DeSimone verfolgt einen anderen Ansatz beim intrazellulären Targeting: Er fand kürzlich heraus, dass es möglich ist, zu kontrollieren, wo sich Nanopartikel in der Zelle ansammeln, indem sie ihre Form variieren. Insgesamt seien Methoden für den Zugang zu intrazellulären Zielen äußerst wichtig.
Ungesunde Mitochondrien spielen bei Fettleibigkeit und vielen Krankheiten eine Rolle, darunter Diabetes und degenerative Erkrankungen des Nervensystems und der Muskulatur. Und mit dem Nano-Carrier-System könnten theoretisch verschiedenste Medikamente in die Mitochondrien transportiert werden, sagt Weissig. Da der Träger jedoch auf undichte Blutgefäße angewiesen ist, um zu seinen Zielzellen zu gelangen, wird er wahrscheinlich nicht zur Behandlung einer Vielzahl anderer Krankheiten verwendet. Entzündliche Erkrankungen wie Arthritis, die auch zu undichten Blutgefäßen führt, sind eine weitere mögliche Anwendung.
Die Nano-Carrier-Technologie wurde kürzlich von . lizenziert Telomolekular , ein Unternehmen in Rancho Cordoba, Kalifornien. Weissig sagt, dass das Unternehmen damit ein Krebsmedikament entwickeln wird, das in den Mitochondrien wirkt. Obwohl das System mit Ceramid nachgewiesen wurde, wird Telomolecular auch andere Krebsmedikamente testen, sagt Weissig.