Nanopartikel für die Chemotherapie: Forscher entwickeln Tarnmantel zum Schutz der Minikapseln

La Jolla (USA) - Für die Chemotherapie werden versuchsweise winzige Kunststoffpartikel eingesetzt, die Medikamente an ihren Zielort transportieren sollen. Jetzt haben US-amerikanische Forscher solche Nanopartikel mit einer Hülle überzogen, die von roten Blutkörperchen stammt. Die Hülle wirkte als Tarnmantel und schützte die Partikel vor der Immunabwehr. So blieben sie nach einer Injektion drei Tage lang im Blut von Mäusen nachweisbar - deutlich länger als mit den bisher verwendeten künstlichen Hüllen, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" (doi: 10.1073/pnas.1106634108). Auf diese Weise hergestellte, mit Krebsmedikamenten beladene Nanopartikel sollen gezielt Tumoren ansteuern, um sie zu zerstören.

"Das ist der erste Versuch, eine Verabreichungsform für Medikamente zu entwickeln, die eine natürliche Zellmembran mit einem synthetischen Nanopartikel kombiniert", sagt Liangfang Zhang von der University of California, San Diego. Meist können Medikamente, die sich mit dem Blut im ganzen Körper verteilen, wegen ihrer Nebenwirkungen nur in geringer Konzentration verabreicht werden. Effektiver wäre es daher, wenn die Wirkstoffe durch einen Überträger an ihren Zielort transportiert und erst dort freigesetzt würden. Lokal begrenzt ließen sich dann viel höhere Konzentrationen erreichen. Dazu kann man Minikapseln aus gut verträglichen, abbaubaren Kunststoffen einsetzen, die mit einem geeigneten Medikament beladen sind. Solche weniger als 100 Nanometer (millionstel Millimeter) großen Transportvehikel werden aber vom Immunsystem als fremd erkannt und deshalb schnell wieder ausgeschieden.

Nanokapseln imitieren rote Blutkörperchen

Damit injizierte Nanopartikel längere Zeit mit dem Blut im Körper zirkulieren können, versuchen einige Forscher die bisher bereits genutzten künstlichen Schutzhüllen weiter zu verbessern. Zhang und Kollegen gingen einen anderen Weg. Sie setzten die Hüllmembran roter Blutkörperchen als Tarnmantel ein. "Man zieht die Hülle über die Nanopartikel und schon sehen sie wie rote Blutzellen aus", sagt Zhang. Für das Immunsystem sind die Nanopartikel dann nicht mehr von den Blutzellen zu unterscheiden und werden daher nicht angegriffen. Die Wissenschaftler isolierten aus dem Blut von Mäusen rote Blutkörperchen und brachten sie zum Platzen. Die leeren Zellhüllen mischten sie mit Nanopartikeln, die einen Durchmesser von etwa 70 Nanometer hatten. Durch einen engporigen Filter gepresst, bildeten sich aus der Mischung schließlich die umhüllten Partikel. Wurden diese in eine Maus injiziert, blieben sie 72 Stunden im Blut nachweisbar - mit synthetischen Hüllen betrug die Verweildauer nur wenige Stunden.

Für den Einsatz beim Menschen müssen die Partikelhüllen von roten Blutkörperchen des jeweiligen Patienten hergestellt werden, um Abstoßungsreaktionen zu verhindern. Dazu genügt die Entnahme einer kleinen Blutprobe. Um die Technik für die Chemotherapie bei Krebspatienten einzusetzen, werden in die Hüllen der Nanopartikel zusätzlich spezielle Bindeproteine eingebaut, die nur an Oberflächenstrukturen von Krebszellen andocken. Erst nach dieser Bindung würden die transportierten Krebsmittel freigesetzt. Das zerstört gezielt die Tumorzellen, ohne gesunde Zellen zu schädigen. Ein weiterer Vorteil der Methode läge darin, dass eine Behandlung mit mehreren Medikamenten gleichzeitig möglich wäre, mit denen die Partikel beladen sind. Wird - wegen der Verträglichkeit - nur ein einziges Krebsmittel eingesetzt, entstehen leicht resistente Tumorzellen, die später ein erneutes Krebswachstum verursachen können.