Neuherberg, 02.03.2015. Nanopartikel können als zielgesteuerte

Transportvehikel für Medikamente bei Lungenkrebs fungieren:
Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München (HMGU) und der Ludwig-
Maximilians-Universität München (LMU) haben in einem gemeinsamen Projekt
im Exzellenzcluster NIM (Nanosystems Initiative Munich) spezielle
Nanotransporter entwickelt, die Wirkstoffe gezielt an ihrem Wirkungsort in
der menschlichen Lunge freisetzen. Im Tumorgewebe der Lunge führte dieser
Ansatz zu einer deutlich gesteigerten Effektivität derzeitiger Wirkstoffe,
berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift ‚ACS Nano‘.

Nanopartikel sind kleinste Teilchen, die bis in entlegene Körperpartien
vordringen können. In der Forschung werden verschiedene Ansätze erprobt,
wie Nanopartikel medizinisch genutzt werden können – beispielsweise um
Substanzen an einen speziellen Ort zu befördern.

Gezielter Wirkstofftransport erstmalig an menschlichen Zellen nachgewiesen

Die Münchner Wissenschaftler haben Nanotransporter entwickelt, die den
mitgeführten Wirkstoff nur in einem bestimmten Milieu freisetzen – und
zwar im Bereich eines Lungentumors. Damit konnte das Team um Silke
Meiners, Oliver Eickelberg und Sabine van Rijt vom Comprehensive
Pneumology Center (HMGU) gemeinsam mit Kollegen des Departments Chemie
(LMU) um Thomas Bein den gezielten Wirkstofftransport durch Nanopartikel
erstmalig auch an menschlichen Lungenzellen nachweisen.

Tumor-Eiweiße setzen Wirkstoff aus dem Nanotransporter frei

In Tumorgewebe der Lunge finden sich hohe Konzentrationen bestimmter
Proteasen – Enzyme, die Proteine spezifisch abbauen und zerschneiden
können. Diese machten sich die Wissenschaftler zunutze, indem sie die
Nanotransporter mit einer Hülle versahen, die nur von diesen Proteasen
gespalten wird – erst dann wird der Wirkstoff freigesetzt. Im übrigen
Lungengewebe sind die Protease-Konzentrationen zu niedrig, um eine
Spaltung der Transporthülle zu erreichen.

„Damit können wir den Wirkstoff, beispielsweise ein Chemotherapeutikum,
ganz gezielt am Wirkungsort, also im Tumor, freisetzen“, erklärt
Forschungsgruppenleiterin Meiners. „Wir konnten so eine zehn- bis 25-fache
Steigerung der Effektivität des Wirkstoffs im Tumorgewebe beobachten.
Gleichzeitig bietet dieser Ansatz auch die Chance, die Gesamtdosis von
Medikamenten zu reduzieren und damit unerwünschte Nebenwirkungen zu
vermeiden.“

Weitere Studien werden nun die Sicherheit der Nanotransporter in vivo und
die klinische Wirksamkeit im Tumormodell überprüfen.

Weitere Informationen

Original-Publikation:
van Rijt, S. et al. (2015): Protease Mediated Release of Chemotherapeutics
From Mesoporous Silica Nanoparticles to Ex Vivo Human and Mouse Lung
Tumors, ACS Nano. doi: 10.1021/nn5070343

Link zur Fachpublikation <http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn5070343>

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für
Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose,
Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes
mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das
Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz
des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum
München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-
Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-
biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. Das
Helmholtz Zentrum München ist Partner im Deutschen Zentrum für
Lungenforschung. <http://www.helmholtz-muenchen.de/index.html>

Die LMU ist eine der führenden Universitäten in Europa mit einer über
500-jährigen Tradition. Sie bietet ein breites Spektrum aller
Wissensgebiete – die ideale Basis für hervorragende Forschung und ein
anspruchsvolles Lehrangebot. Es reicht von den Geistes- und Kultur- über
Rechts-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften bis hin zur Medizin und den
Naturwissenschaften. 14 Prozent der 50.000 Studierenden kommen aus dem
Ausland – aus insgesamt 125 Nationen. Das Know-how und die Kreativität der
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bilden die Grundlage für die
herausragende Forschungsbilanz der Universität. Der Erfolg der LMU in der
Exzellenzinitiative, einem deutschlandweiten Wettbewerb zur Stärkung der
universitären Spitzenforschung, dokumentiert eindrucksvoll die
Forschungsstärke der Münchner Universität. <http://www.uni- muenchen.de/index.html>

Das Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) ist ein Zusammenschluss des
Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-
Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-
Gauting. Ziel des CPC ist die Erforschung chronischer Lungenerkrankungen,
um neue diagnostische und therapeutische Strategien zu entwickeln. Das CPC
führt mit der Untersuchung zellulärer, molekularer und immunologischer
Mechanismen von Lungenerkrankungen den Schwerpunkt der experimentellen
Pneumologie an. Das CPC ist ein Standort des Deutschen Zentrums für
Lungenforschung (DZL). <http://www.cpc-munich.org/index.html>

Das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) ist ein nationaler Verbund,
der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und
Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt.
Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad
Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen
neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in
der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen
wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und
Therapie zu leisten. <http://www.dzl.de/>

Die Nanosystems Initiative Munich (NIM) ist eines der Forschungs-Cluster,
die 2006 im Wettbewerb der Exzellenz-Initiative der Bundesregierung zur
Förderung ausgewählt wurden. NIM führt über 60 Arbeitsgruppen in der
Physik, Chemie, Biochemie, Biologie, Elektrotechnik, Pharmazie und der
Medizin im Münchner Raum zusammen. Das Design und die Kontrolle
künstlicher und multifunktionaler Nanosysteme sind die Grundpfeiler des
wissenschaftlichen Programms des Exzellenzclusters. Der Einsatz dieser
funktionalen Nanosysteme in komplexen und realistischen Umgebungen ist in
der zweiten Förderphase der Exzellenzinitiative der zentrale
Forschungsaspekt bei NIM. Künstliche Nanosysteme haben ein breit
gefächertes Anwendungspotenzial in Bereichen wie der Informations- und der
Biotechnologie, sowie der Medizin, aber auch bei der effizienten Nutzung
der Sonnenenergie. <http://www.nano-initiative-munich.de/de/>
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Fachliche Ansprechpartnerin am Helmholtz Zentrum München
PD Dr. Silke Meiners, Helmholtz Zentrum München – Deutsches
Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Comprehensive
Pneumoloy Center, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg – Tel.:
089-3187-4673 – E-Mail: <silke.meiners@helmholtz-muenchen.de>

Fachlicher Ansprechpartner an der Ludwig-Maximilians-Universität
Prof. Dr. Thomas Bein, Department Chemie, Ludwig-Maximilians-Universität
München, Butenandtstr. 11, 81377 München, Tel: 089-2180-77621

Quelle: IDW