Mit Antioxidantien gegen Sepsis

    17. Juli 2017, 16:06
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    Südkoreanische Wissenschafter versuchen die Entzündungskaskade bei Patienten mit Sepsis durch Ceroxid-Zirkoniumoxid-Nanopartikel zu stoppen

    Bei einer Blutvergiftung (Sepsis) laufen Reaktionen des Immunsystems auf eine Infektion aus dem Ruder und es kommt zu einer wahren Überflutung des Organismus mit reaktiven Sauerstoffspezies. Könnte man diese fatalen Entzündungsreaktionen unterbrechen, gäbe es neue, effektive Behandlungsoptionen.

    In der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten jetzt südkoreanische Wissenschaftler, dass zirkoniumdotierte Ceroxidnanopartikel gegen solche reaktive Sauerstoffspezies wirksam sind. Im Tiermodell beobachteten sie eine stark erhöhte Überlebensrate bei der Behandlung von Sepsen mit diesen Nanopartikeln.

    Die Sepsis läuft als Teufelskreis von Entzündungsreaktionen des Immunsystems auf eine lokale Infektion hin ab. Folge können ein rapider Abfall des Blutdrucks und Organversagen sein. Weil Antibiotika wegen der zunehmenden Resistenzbildung nicht mehr immer zuverlässig schützen können, wird als alternative Behandlungsoption der Stopp der Entzündungsreaktionen interessant. Taeghwan Heyon von der Seoul National University in Südkorea und seine Kollegen haben hier Ceroxid-Nanopartikel im Blick, die als Antioxidantien reaktive Sauerstoffspezies wie das Superoxid-Anion, Hydroxylradikale und Wasserstoffperoxid unschädlich machen können – sie sind Schlüsselverbindungen bei Entzündungsreaktionen sind.

    Im Tiermodell erfolgreich

    Cer-Ionen nehmen die reaktiven Elektronen von der Sauerstoffspezies auf und wechseln leicht in eine andere Oxidationsstufe. Damit diese Reaktion in der lebenden Zelle abläuft, müssen allerdings zwei Voraussetzungen gegeben sein. Zunächst müssen Größe und Beschaffenheit der Partikel stimmen. Und zweitens muss das Cer-Ion ständig zugänglich sein, was einen Regenerationsprozess mit einschließt.

    Hierfür entdeckten die Wissenschaftler, dass Zirkonium-Ionen in der Ceroxidstruktur hilfreich sind. Die synthetisierten Nanopartikel wurden dann auf ihre Fähigkeit überprüft, typische reaktive Sauerstoffspezies zu neutralisieren, und zwar sowohl im Reagenzglas als auch im Tiermodell. Die Ergebnisse waren eindeutig: "Eine einzige Dosis der Ceroxid-Zirkoniumoxid-Nanopartikel unterbrach in zwei Sepsismodellen erfolgreich den Teufelskreis aus Entzündungsreaktionen".

    Die Nanopartikel sammelten sich in den Organen mit der übermäßigen Immunantwort an und bauten dort reaktive Sauerstoffspezies ab, wie durch Fluoreszenzmikroskopie und andere Nachweistechniken gezeigt werden konnte. Derartig behandelte Mäuse und Ratten überlebten weit häufiger als die Kontrolltiere. Diese Arbeiten zeigen, dass bei Sepsis auch andere Behandlungsmöglichkeiten außer der Abtötung der Infektionskeime mit Antibiotika zur Verfügung stehen. Ein vielversprechendes Ziel sind die Entzündungsprozesse selbst, (red/idw, 17.7.2017)

    Originalpublikation:

    Ceria–Zirconia Nanoparticles as an Enhanced Multi-Antioxidant for Sepsis Treatment

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