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Universität Basel

11. März 2016

Seifenbläschen zur Behandlung verengter Blutgefässe

Liposome sind als Wirkstoffträger vielversprechend, lösen aber oftmals eine Immunreaktion aus. Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Universitäten Basel und Fribourg konnte experimentell zeigen, dass bestimmte künstlich hergestellte Liposomen auch bei lebenden Organismen keine Reaktionen auslösen. Die Studie wurde im Journal Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine veröffentlicht.

Die Wirkstoffmoleküle (rot) sind in einem wassergefüllten Hohlraum im Innern des Phospholipidvesikels eingeschlossen.
Die Wirkstoffmoleküle (rot) sind in einem wassergefüllten Hohlraum im Innern des Phospholipidvesikels eingeschlossen.

Liposome sind seifenblasenähnliche Gebilde, deren Membran aus einer doppelten Molekülschicht besteht und eine wässrige Lösung einschliesst. In einer linsenförmigen Form, wie vom Team Prof. Andreas Zumbühl am Departement Chemie der Universität Fribourg entdeckt, stellen sie eine aussichtsreiche natürliche Möglichkeit dar, um Wirkstoffe zu Verengungen in Herzarterien zu führen und sie dort freizusetzen. An den verengten Stellen ist der Blutfluss und dadurch die sogenannte Scherspannung erhöht. Unter diesen Bedingungen öffnen sich diese Nanocontainer und geben ihren Inhalt frei.

Das Problem mit Liposomen ist, dass sie vom Immunsystem als Fremdkörper erkannt und entsprechend bekämpft werden; die Aktivierung des Immunsystems kann zu einer Pseudo-Allergie führen. In früheren Studien zeigten sich in bis zu 30 Prozent der Fälle negative Effekte. Sogar bei klinisch anerkannten, auf Lipiden basierten Medikamenten tritt gelegentlich ein anaphylaktischer Schock ein, der für Patienten lebensbedrohlich sein kann.

Keine Reaktion bei Schweinen

Ein interdisziplinäres Forscherteam um Prof. Bert Müller vom Biomaterials Science Center der Universität Basel hat nun künstlich hergestellte Phospholipidvesikel (sogenannte Pad-PC-Pad Vesikel) auf ihre Verwendbarkeit für die Wirkstoffzulieferung getestet. Erstaunlicherweise lösten die Vesikel weder im Blutserum von Schweinen, noch in dem von Menschen die erwartete Reaktion aus.

In einem nächsten Schritt testeten sie die Liposome entsprechend an lebenden Organismen. Die Wissenschaftler injizierten drei Yorkshire-Schweinen unterschiedliche Pad-PC-Pad-Suspensionen und überwachten Herzfrequenz, Elektrokardiogramm und Blutdruck. Auch bei hohen Dosen der Nanocontainer zeigten die Schweine keine oder nur sehr geringe Reaktionen. Die Gewebeproben der Tiere wiesen keinerlei toxischer Veränderungen in Nieren, Lungen, Herz und Leber auf. «Die Studie zeigt, dass Pad-PC-Pad Liposome weder direkt noch indirekt eine anaphylaktische Reaktion auslösen, sogar bei sehr hohen Dosierungen», sagt Prof. Bert Müller. «Das sind unerwartete Ergebnisse, die bedeutende Auswirkungen für die Behandlung von Erkrankungen wie Atherosklerose haben könnten.»

Herzerkrankungen sind laut der Weltgesundheitsorganisation WHO verantwortlich für rund 30 % der Todesfälle auf der Welt. Im Falle von verengten Arterien verschlimmert sich der Zustand oftmals bereits auf dem Transport in ein Krankenhaus, was das Interesse nach Medikamenten, die bereits vor der Einweisung effizient wirken, stetig vergrössert. Pad-PC-Pad Vesikel sind in dieser Hinsicht vielversprechend, da sie, anders als bisher getestete Liposome, keine signifikante Immunreaktion auslösen.

Originalbeitrag
Simon Bugna, Marzia Buscema, Sofiya Matviykiv, Rudolf Urbanics, Andreas Weinberger, Tamas Meszaros, Janos Szebeni, Andreas Zumbuehl, Till Saxer, and Bert Müller
Surprising lack of liposome-induced complement activation by artificial 1,3-diamidophospholipids in vitro
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 12 (2016) | doi: 10.1016/j.nano.2015.12.364


Weiterführende Informationen
Prof. Bert Müller, Universität Basel, Biomaterials Science Center, Tel.: +41 61 265 9660, E-Mail: bert.mueller@unibas.ch
Prof. Andreas Zumbühl, Universität Fribourg, Departement Chemie, Tel.: +41 26 300 8794, E-Mail: andreas.zumbuehl@unifr.ch

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