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In Vivo Imaging of Beta cell Receptors by Applied Nano Technology

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Nanobildgebung von Betazellen zur Diabetesvorsorge

Diabeteserkrankungen nehmen in Europa inzwischen epidemische Ausmaße an, und die Zahl der Millionen von Betroffenen wird sich bis 2025 voraussichtlich verdoppeln. Wird nichts getan, kann Diabetes zu tödlich verlaufenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Nierenversagen, Amputationen von Beinen und Füßen sowie zu Blindheit führen.

Gesundheit

Inzwischen gilt als etabliert, dass die Ursache - der Verlust insulinproduzierender Betazellen - bereits viele Jahre vor der eigentlichen Erkrankung beginnt. Daher könnte eine intensivere und standardmäßige Überwachung von Pankreaszellen Medizinern bessere Präventionsmöglichkeiten an die Hand geben. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften (sie gruppieren sich in sehr kleinen Clustern, so genannten Langerhans-Inseln) können Betazellen jedoch mit Standardbildgebungsverfahren nicht dargestellt werden. Daher sollte das EU-finanzierte Forschungsprojekt (In vivo imaging of beta cell receptors by applied nano technology) (VIBRANT) eine nicht-invasive Bildgebungsmethode zur Darstellung und Zählung von Betazellen für die Diabetesdiagnose entwickeln. Das Konzept von VIBRANT umfasst ein Nanokapselsystem, das mit betazellspezifischen Molekülen beschichtet ist, um Kontrastmittel für MRT (Magnetresonanztomographie) oder therapeutische Wirkstoffe zu transportieren. Mizellen-Nanocontainer wurden für superparamagnetische Nanopartikel, fluorierte Substanzen oder Fluoreszenzquantenpunkte konstruiert. Die äußere Hülle dieser biologisch abbaubaren Nanocontainer wurde mit Antikörpern, Kohlenhydraten oder Peptiden beschichtet, die sich spezifisch an die Betazellmasse binden können. Die Nanocontainer wurden an Typ-1- und Typ-2-Diabetesmodellen getestet, und die Forscher identifizierten das neue Kohlenhydratderivat AJ070 mit viel versprechenden Eigenschaften für die In-vivo-Bildgebung, die für ein mögliches Transportsystem zur Wiederherstellung der Betazellfunktion evaluiert wurden. Die Kreuzvalidierung der In-vivo-Darstellung von Pankreaszellen mittels MRT erfolgte mittels optischer Projektionstomographie (OPT), einem neuen Bildgebungsverfahren mit höchster mikroskopischer Genauigkeit.Aus therapeutischer Sicht waren die Forscher von VIBRANT daran interessiert, das Überleben der Betazellen zu verbessern und wollten hierfür vor allem entzündliche Prozesse und die Freisetzung chemischer Inhibitoren eindämmen. Die Nanocontainer von VIBRANT sind ein innovativer Ansatz zur In-vivo-Überwachung der Betazellfunktion, um die Diabetesfrüherkennung zu verbessern. Sie könnten als Transporter zur gezielten Wirkstofffreisetzung dienen und stellen damit viel versprechende neue Therapien in Aussicht.

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