Kleine Teilchen mit großer Wirkung
Nanopartikel lassen sich vielseitig funktionalisieren und eröffnen damit nahezu unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. Eine solche Funktionalisierung kann die Biokompatibilität, Erkennung durch biologische Zielmoleküle, Fluoreszenz oder ihre Eignung als Wirkstofftransporter verbessern, zudem sind Kombinationen dieser Funktionen möglich. Europäische Forscher untersuchten in umfangreichen Studien die zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten von Nanopartikeln für die Biomedizin im Rahmen des Projekts "Nanoparticle development for molecular imaging and drug delivery" (NANOMEDICINE/IMAGING). Schwerpunkte waren molekulare Bildgebung, Untersuchung der Gehirnfunktion, Wirkstofftransport und Virenerkennung/-Hemmung. Durch Entwicklung neuer Linker (Liganden) und Einsatz magnetischer Partikel wurden Nanopartikel-Cluster generiert. Derzeit werden Techniken für Magnetkerne entwickelt, um Cluster zu erzeugen, die klein und stabil genug für die molekulare Bildgebung sind. Unter Verwendung fluoreszierender Proteine statt Nanopartikel wurden Wechselwirkungen zwischen Signalproteinen im Gehirn untersucht, was die wissenschaftliche Forschung deutlich voranbrachte. In früheren Studien wurden höhere, wenig realistische Konzentrationen und Kupferarten eingesetzt. Demonstriert wurden sehr unterschiedliche Veränderungen bei der Lokalisierung eines Zelloberflächenproteins, dessen Fehlfaltung die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit auslöst, eine seltene degenerative, unheilbare und tödliche Gehirnerkrankung. Die Glykosylierung (Anhängen von Kohlenhydraten oder Zucker) ist ein in der Natur häufig vorkommender Prozess, der die Funktionalisierung von Molekülen für die Erkennung und Zellsignalisierung ermöglicht. Nun setzen die Forscher Nanopartikel ein, deren Oberfläche mit Kohlenhydraten auf zwei Arten funktionalisiert wird. Kombiniert mit einem durch Licht spaltbaren Verbindungsmolekül (das Molekül wird bei Bestrahlung freigesetzt oder gespalten), eignen sich die Nanopartikel für den Wirkstofftransport, was derzeit weiter erforscht wird. Entwickelt wurden zudem glykosylierte Nanopartikel zur Virenerkennung und –hemmung, deren Aktivität sich je nach Glucose- oder Galactose-Beschichtung unterscheidet. Das zweijährige Projekt NANOMEDICINE/IMAGING machte beeindruckende Fortschritte bei der Entwicklung und Anwendung funktionalisierter Nanopartikel. Der Forschungsbereich wächst exponentiell, und die EU kann sich damit einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil auf diesem riesigen globalen Markt sichern.
Schlüsselbegriffe
Nanopartikel, molekulare Bildgebung, Wirkstofftransport, virale Inhibition, funktionalisiert, Gehirn, magnetisch, Proteine, Creutzfeldt-Jakob, Kohlenhydrate, Glucose, Galactose
