Zwerge liefern Wirkstoffe

13. März 2006, 12:39
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Wie man mit minikleinen Trägerstoffen, den Nanopartikeln, heilende Substanzen im Körper zum Ort des krankhaften Geschehens bringt, wird heftig erforscht. Die Erwartungen sind groß. Und die Forschungsergebnisse geben weiter Anlass zur Hoffnung

In sein - ist prima. Nano ist in. Quod erat demonstrandum: Nano ist prima. Wirklich? Die Technologie im Kleinstformat erfreut sich bereits einige Jahre ungebrochenen Ruhmes. Nicht nur Materialforscher und Solarzellenentwickler interessieren sich für sie - für Furore sollen die winzigen Teilchen vor allem in der Medizin sorgen: als wirkungsvollere, aber nebenwirkungsärmere Tabletten, als Krebstherapie und als Diagnosewerkzeug.

"Die bessere Behandlung chronischer Krankheiten steht im Vordergrund", sagt Frank Sinner vom Institut für Medizinische Systemtechnik und Gesundheitsmanagement am Joanneum Research in Graz. So soll es einmal möglich sein, Alzheimer-Medikamente durch einen Nasenspray schnell ins Gehirn zu verfrachten, über Inhalation eine tödliche Lungenerkrankung zu behandeln und Diabetiker mit Nanotabletten von der Spritze zu befreien.

Gleich neun Forschungsgruppen aus dem BioNanoNet-Netzwerk haben sich in Österreich zum Verbundprojekt Nanohealth zusammengefunden. Die Hoffnungen, die in den staubkorngroßen Kügelchen stecken, sind der öffentlichen Hand 1,5 Millionen Euro wert - und auch die Industrie ist hochinteressiert und hilft mit finanziellen Spritzen aus. Doch sind die Erwartungen berechtigt?

"Man hat noch viel Arbeit und viele Jahre vor sich, bis man die hochgesteckten Ziele erreicht", schränkt Sinner ein. "Und es kommt darauf an, welchen Bereich man betrachtet", ergänzt Alf Lamprecht, Leiter der Abteilung Pharmazeutische Biotechnologie an der Universität von Besan¸con in Frankreich. Kürzlich präsentierten er und Kollegen von anderen Instituten, Pharmaherstellern und Biotech-Unternehmen ihre Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung auf der Nanomed 2006 in Berlin. "Als Diagnosewerkzeug und in der Therapie zeigen verschiedene Strategien bereits recht gute Erfolge", stimmt Sinner zu.

Sichtbarer Tumor

So ist es Paul Debbage aus Innsbruck gelungen, ein Kontrastmittel aus Nanopartikeln zu entwickeln. Mit Magnetresonanz-Spektroskopie lassen sich Gefäße und einst kleinste Tumorherde im Körper im Tierversuch sichtbar machen. "Bestätigen sich unsere Ergebnisse beim Schwein, so funktioniert diese Technik prinzipiell auch beim Menschen", meint Sinner optimistisch.

Andreas Jordan, Geschäftsführer der MagForce Nanotechnologies AG, ist an der Berliner Charité bereits bei Patienten angelangt. Er entwickelte kleine Eisenoxid-Partikeln, die sich magnetisieren lassen. Er spritzt sie in den Tumor und setzt die Patienten anschließend einem Magnetfeld aus. Die Nanokügelchen beginnen in den Tumorzellen zu tanzen und erwärmen sich dabei - auf bis zu 46 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen werden wichtige Proteine in den Krebszellen geschädigt. Und das Tumorgewebe stirbt dann in der Folge bei viel geringeren Bestrahlungsdosen ab als ohne diese Vorbehandlung. Selbst Tumore, die sich resistent gegen eine Chemotherapie erweisen, können solche Temperaturen nicht unbeschadet überstehen.

Punktgenaue Wirkung

Bei den Tablettenersatz-Systemen, die ihren Wirkstoff erst am erkrankten Gewebe freisetzen - und von denen sich die Wissenschafter viel versprechen -, sieht Frank Sinner jedoch noch erheblichen Forschungsbedarf. "Wir mussten in den letzten Jahren erkennen, dass die punktgenaue Wirkung nicht so einfach zu verwirklichen ist", erklärt er. Bislang kämpfen die Forscher noch damit, dass die verpackten Substanzen im Körper verloren gehen. Sie können leichter als bei Tabletten durch die Wände der aberbillionen Partikel wandern, ehe sie am Krankheitsherd angelangt sind. Auch erreichen viele der Nanoteilchen noch nicht ihr Ziel und werden in der Leber abgebaut. Diejenigen, die von bestimmten Zelltypen erkannt und aufgenommen werden, sind aber die Kandidaten, nach denen die Wissenschafter suchen.

Und obwohl Marktforschungsinstitute von einem Marktpotenzial in der Höhe von Milliarden Euro ausgehen und Pharmahersteller die neuen Entwicklungen mit Argusaugen beobachten oder schon in eigene Projekte investieren, "ist vielen das Risiko noch zu groß", so Alf Lamprecht. Für annähernd 80 Prozent aller Pillen lägen bewährte Rezepte vor. Für Nanoteilchen müsse man aber gleich drei Medikamente auf einmal entwickeln: die Tablette, in denen die Partikel gespeichert sind; die Nanos selbst mit dem Wirkstoff; zudem: "Letztere müssen aber noch einmal so verpackt werden, dass sie vom Darm, wo sie freigesetzt werden, unbeschadet bis zum Einsatzort gelangen und erst dort wirken", sagt Lamprecht. Solche Entwicklungen aber sind teuer. Die größten Chancen und die bisher breiteste Anwendung findet die Nanomedizin daher bei Krankheiten, die heutzutage nicht leicht zu behandeln sind - Krebs zum Beispiel.

Aktive Nanobällchen

Am renommierten Fraunhofer Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik setzte man daher auch auf die Krebsbehandlung. An kleine Kugeln aus Siliziumdioxid wurde das körpereigene Molekül TNF-alpha gekoppelt. Dieser Botenstoff der Körperabwehr sorgt dafür, dass kranke Zellen sich selbst zerstören. Bislang können Ärzte ihn nur mit mäßigem Erfolg anwenden. "Denn TNF-alpha lässt sich nicht gelöst einsetzen", erklärt Marc Herold. Durch die Verkettung mit den Nanobällchen ist TNF-alpha fest, verliert aber nicht seine Aktivität. In der Petrischale verlief das Experiment erfolgreich: Die Krebszellen starben ab. Lamprechts Kenntnis nach der erste Versuch, Nanopartikel als Transporter und Wirkstoff gleichzeitig einzusetzen. (Edda Grabar/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 6. 3. 2006)

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