US-Wissenschafter konnten einen Parkinson-Wirkstoff mittels Exosome – zelluläre Bläschen – direkt ins Gehirn transportieren, vorbei an der Blut-Hirn-Schranke.
Wissenschafter der University of North Carolina nutzen erstmals sogenannte Exosome – das sind Lipid-Protein-Komplexe, die von Zellen abgegeben werden – als Transportmittel um einen Parkinson-Wirkstoff direkt am Ort des Geschehens – sprich in das Gehirn – platzieren zu können.
In einer kürzlich veröffentlichen Studie berichten Wissenschafter der University of North Carolina über den Einsatz von Exosomen – winzige „Bläschen“ bestehend aus Protein- und Fettmolekülen, die von der Zelle selbst abgegeben werden – um die körpereigene Abwehr zu überlisten und ein wirkungsvolles Antioxidans direkt in das Gehirn von Parkinson-Patienten zu transportieren.
Nun arbeiten Forscher daran, auf welchem Weg man die mit einem Parkinson-Wirkstoff beladenen Exosome in das Gehirn bekommt.„Es sieht so aus, als würden sich gewöhnliche Nasensprays bestens dazu eignen,“ erklärten Elena Batrakoa und Kollegen der UNC Eshelman School of Pharmacy’s Center for Nanotechnology and Drug Delivery.
Parkinson-Wirkstoff vorbei an Blut-Hirn-Schranke
Batrakova und Kollegen gelang es, Exosome aus Immunzellen zu extrahieren, um sie anschließend mit dem Enzym Katalase, einem wirkungsvollen Antioxidans, zu beladen. Letzteres wirkt den für Parkinson typischen Entzündungsherden im Gehirn, sowie anderen neurologischen Erkrankungen, entgegen.
Es war das erste Mal, dass ein großes therapeutisches Protein mittels Exosomen in das Gehirn transportiert wurde. Medikamente in das Gehirn zu bringen, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, ist im Normalfall sehr schwierig. Denn Blut-Hirn-Schranke ermöglicht bekanntlich nur einer kleineren Auswahl an Substanzen Zugang in unser Gehirn.
Die Wissenschafter isolierten Exosome aus Makrophagen, weiße Blutzellen die in der Hauptsache dafür verantwortlich sind, Fremdkörper zu entfernen. Exosome sind ca. 30 bis 90 nm große Vesikel, die von der Zelle an die Umgebung abgegeben werden und unter anderem Nukleinsäuren und Proteine in verschiedener Zusammensetzung beinhalten. Sie agieren als wichtiges Transportvehikel sowie zur Ausschleusung von Zellbestandteilen und spielen in der zellulären Kommunikation eine wichtige Rolle.
„Exosome sind perfekt dafür geschaffen, als Transportvehikel für Protein- und Genmaterial zu dienen,” so Batrakova. „Katalase ist ein sehr großes Protein. Es wäre nahezu unmöglich es auf anderem Wege in das Gehirn zu schleusen. Exosome von weißen Blutzellen sind allerdings für das Immunsystem unsichtbar und können mit der Blut-Hirn-Schranke interagieren um ihr Cargo in das Gehirn zu transportieren.“
„Katalase ist einer der wirkungsvollsten Antoxidatien der Natur,“ so Batrakova. „Ein einziges Molekül ist in der Lage, Millionen freier Radikalen zu deaktivieren, und zwar unendlich. Denn denn das Enzym selbst bleibt bei diesen Reaktionen unbeschädigt.“
Ziel der Forschungsgruppe ist es, personalisierte Behandlungsstrategien zu entwickeln, worin Exosome mit Proteinen beladen werden. Diese „Medizin-Packete“ werden vom Immunsystem ignoriert, welches unbekannte Proteine oder andere synthetische Moleküle normalerweise sofort als Fremdstoff erkennen und eliminieren würde.
Quelle:
Haney MJ, Klyachko NL, Zhao Y, Gupta R, Plotnikova EG, He Z, Patel T, Piroyan A, Sokolsky M, Kabanov AV, Batrakova EV. (2015) as delivery vehicles for Parkinson’s disease therapy. J Control Release. Jun 10; 207:18-30.
