Foto aus dem Mikrokosmos

Wirkstoff-Taxi für Medikamente sieht aus wie Mais

11.10.2012

Nano-Wirkstofftransporter für Medikamente erinnert an Mais. Mit dieser Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme erhielten Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung und der Universität…

M. Schneider/cc-NanoBioNet/Deutscher Verband

Blick in die Nano-Welt: Forscher des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung und der Universität des Saarlandes machen den Prototypen eines „Wirkstofftaxis" sichtbar. Damit wollen sie den Transport von Arzneistoffen in Lungenzellen testen. Für die Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme erhielten die Wissenschaftler um Juniorprofessor Marc Schneider und Professor Claus-Michael Lehr den zweiten Preis im bundesweiten Fotowettbewerb "Nano-Momente 2012“.

Wie ein Auto sieht es nicht aus, eher wie Mais. Das fanden die beteiligten Doktoranden in der Fachrichtung Pharmazie und färbten die eigentlich schwarz-weiße Mikroskop-Aufnahme gelb und grün ein. Zu sehen ist auf dem Bild tatsächlich ein Mikro-Taxi mit winzigen Partikeln, die den Arzneistoff in die Zellen, in diesem Falle in Lungenzellen, liefern sollen.

Medizin kann nur heilen, wenn die Arzneistoffe dort ankommen, wo sie wirken sollen. Um den Körper vor Krankheitserregern zu schützen, hat die Natur jedoch biologische Barrieren wie die Schleimhäute der Atemwege aufgebaut. Sie erschweren es auch den Wirkstoffen, an ihren Zielort zu gelangen.

Mit der Lösung solcher Transport-Probleme befassen sich Wissenschaftler um Prof. Claus-Michael Lehr, Leiter der Forschungsgruppe „Wirkstoff-Transport“ am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einer Außenstelle des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung, und Juniorprofessor Marc Schneider von der Universität des Saarlandes. 

Bei dem Wirkstofftaxi, das auf der Aufnahme mit dem Titel „Nanomais“ zu sehen ist, handelt sich noch um ein Modell – sozusagen einen Prototyp. Bewährt er sich, werden Wirkstoffe an dieses Taxi gekoppelt und „huckepack“ in die Zelle geschleust. Das Mikro-Taxi soll vor allem den sogenannten Makrophagen der Lunge entkommen. Diese Fresszellen der Immunabwehr entsorgen Fremdstoffe, die in die Lunge eingedrungen sind. Das Taxi hat also nicht viel Zeit, sein Ziel zu erreichen, bevor es samt dem Wirkstoff eliminiert wird. Der Taxi-Prototyp, der den Makrophagen entrinnen soll, besteht aus Silica-Partikeln. Dieser Stoff muss im Laufe der weiteren Anwendung noch durch ein lungenfreundliches und im Körper abbaubares Material ausgetauscht werden.

Zur Herstellung des Prototyps wurden Partikel in eine Art Nano-Schablone in Stäbchenform mit vielen kleinen Löchern gefüllt. Die Membran-Schablone löste sich später auf und das geformte Nano-Taxi blieb zurück. Mit Hilfe dieses Modells testen die Forscher, ob der Arzneimitteltransport funktioniert, ob und wie die Interaktion mit den Zellen abläuft und wie sie diese beeinflussen können. 

Dazu simulierten die Saarbrücker Wissenschaftler die biologischen Barrieren im Reagenzglas. So konnten sie untersuchen, ob die Wirkstoffe die biologische Grenze überwinden. Lehr und seinem Team war es 1999 erstmalig weltweit gelungen, menschliche Lungenschleimhaut zu züchten.

Beteiligt an den Forschungen, die zum prämierten Foto geführt haben, sind außer Marc Schneider und Claus-Michael Lehr auch die Mitarbeiter Nicole Daum, Clemens Tscheka, Marius Hittinger, Pascal Schommer und Katrin Voos.

Der Fotowettbewerb Nano-Momente 2012 wurde vom Kompetenznetzwerk cc-NanoBioNet e. V. und dem Deutschen Verband Nanotechnologie e. V. (DV Nano) bundesweit ausgelobt. 

Der Preis wurde am 10.10.2012 auf dem ersten Deutschen Nanotag, der Mitgliederversammlung des DV Nano verliehen. Den ersten Preis gewann ein Unternehmen aus München, der dritte Preis ging an einen Forscher des Saarbrücker Leibniz-Instituts für neue Materialien. Es ist bereits das zweite Mal, dass die Gruppe um Marc Schneider in dem Nano-Foto-Wettbewerb ausgezeichnet wurde. Vor zwei Jahren gewann das Foto „Gefrorene Welle“ den ersten Preis.

Das Foto „Nanomais“ für den kostenlosen Gebrauch finden Sie unter www.uni-saarland.de/pressefotos. Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen.

(Foto: Marc Schneider/cc-NanoBioNet/Deutscher Verband Nanotechnologie)