Mit Nanopartikeln gegen die Spritze

Mit ihrer Forschung machen Innsbrucker Chemiker der Spritze Konkurrenz: Sie entwerfen Nanopartikel, die Arzneistoffe durch die Haut transportieren und für den Patienten so wesentlich schonender eingesetzt werden können. Im Rahmen eines europaweiten Projekts arbeiten vor allem Jungforscherinnen und –forscher an der Entwicklung dieser Nanopartikel.
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Bild: Mit Arzneimittel-Verabreichung durch Nanopartikel wollen Innsbrucker Forscher der Spritze eine angenehmere Alternative entgegensetzen. (Foto: flickr.com/Daniel Paquet, CC BY 2.0)

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Arzneien zu verabreichen und Wirkstoffe an ihr Ziel zu bringen: Schlucken und die Verabreichung mittels Spritze sind dabei die bekanntesten. Prof. Klaus R. Liedl vom Institut für Allgemeine, Anorganische und Theoretische Chemie arbeitet mit seinem Team im Rahmen eines von der EU-Kommission geförderten Projekts nun an einer alternativen Variante: Die zielgerichtete Verabreichung von Arzneien durch die Haut.

Nanopartikel

Nanomaterialien sollen das möglich machen: „Wir arbeiten daran, Nanopartikel zu entwerfen, die die Haut durchdringen können, ohne Schäden zu verursachen oder Hautreizungen auszulösen“, erklärt Klaus R. Liedl. Die Nanopartikel müssen auch so gestaltet sein, dass sie den Wirkstoff einerseits gut aufnehmen, andererseits auch genau dort abgeben, wo er hin soll. „Die einzigartigen physikochemischen Eigenschaften von Nanopartikeln, wie deren extreme Kleinheit und ihre im Verhältnis zur Masse große Oberfläche, können durch speziell gestaltete funktionale Monomere in weiten Grenzen gesteuert werden“, sagt Klaus R. Liedl.

Das Projekt unter dem Namen NANODRUG wird von der EU-Kommission als „Marie Curie Initial Training Network“ gefördert. Dieses Programm richtet sich vor allem an Nachwuchsforscherinnen und –forscher, die im Rahmen ihrer Teilnahme an NANODRUG Forschungsaufenthalte bei Projektpartnern im Ausland verbringen. Eine „Training School“ des bis 2015 laufenden Projekts wird auch in Innsbruck stattfinden.

Zielgerichtete Medikation

Für den Anfang zielt NANODRUG auf Arzneien für entzündliche Hautkrankheiten ab. „Aber natürlich sollen die polymeren Nanopartikel später auch für andere Arten von Krankheiten einsetzbar sein“, beschreibt Klaus R. Liedl das Ziel. Einmal einsatzbereit, sollen die Nanomaterialien auch die Bereitstellung von Medikamenten wesentlich vereinfachen: „Gerade bei Injektionen ist die Sterilität der Wirkstoffe ein großes Hindernis: Man kann natürlich nichts spritzen, was nicht steril ist. Das macht die Herstellung von Wirkstoffen für die Spritze kompliziert und ist für manche Wirkstoffe gar nicht möglich“, erklärt Susanne von Grafenstein, eine Pharmazeutin im interdisziplinären Forschungsteam von Klaus R. Liedl. Nanopartikel hingegen können in die Haut eindringen und den Wirkstoff ohne Spritze an den Ort der Entzündung transportieren. Die Verabreichung über die Haut kann dann einerseits über Salben erfolgen, aber nicht nur: „Wir denken da auch an nadelfreie Spritzen, mit denen die Wirkstoffe auf und dann unter die Haut kommen“, sagt Susanne von Grafenstein.

Neben dem Innsbrucker Team um Klaus R. Liedl, das besonders im Rahmen von Computersimulationen und chemoinformatischer Datenaufbereitung zu NANODRUG beitragen wird, umfasst das Projekt akademische Forschungsgruppen und Industrieteams aus Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Belgien, Polen und den USA mit stark interdisziplinärer Expertise. Die Expertise der Gruppen reicht von Polymersynthese und Analytik, Computermodelling, physikochemischer Charakterisierung von Bioverfügbarkeit, Nanopartikelformulierung, Wirkstoffverteilung, Nanotoxizität, Genetik, Zellbiologie, Pharmakokinetik bis hin zur klinischen Dermatologie. „Für uns bietet NANODRUG zudem die einzigartige Möglichkeit, gleichzeitig Beiträge zum Forschungsschwerpunkt Molekulare Biowissenschaften (CMBI) und den Forschungsplattformen Material- und Nanowissenschaften sowie Scientific Computing zu leisten. Auf diese Weise werden Synergien ideal genutzt und drei verschiedene Forschungsgebiete der Universität Innsbruck miteinander verbunden“, freut sich Klaus R. Liedl.