17.08.2018

Gefriertrockner schlägt Tiefkühler

Forscher am HIPS optimieren die Lagerung Vesikel-basierter Medikamente

Wirkstoffe gezielt an den Ort der Erkrankung zu transportieren - daran arbeiten Dr. Gregor Fuhrmann und sein Team der Nachwuchsgruppe „Biogene Nanotherapeutika“ am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS). Sie wollen winzige, von Zellen natürlicherweise abgegebene Membranbläschen für den Wirkstofftransport nutzen. Körperzellen und Bakterien bilden diese sogenannten extrazellulären Vesikel, um miteinander zu kommunizieren, indem sie darüber verschiedenste Signalmoleküle austauschen. Die Erforschung dieser Vesikel als mögliche Therapeutika und Diagnostika gewinnt mittlerweile immer mehr an Bedeutung. Fuhrmanns Team untersuchte nun, wie die Stabilität Vesikel-basierter Medikamente auf dem Weg vom Hersteller zum Patienten am besten gewährleistet werden kann. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler heute im Fachjournal Scientific Reports.

gefriertrockner_590x.jpgElektronenmikroskopische Bilder von extrazellulären Vesikeln (EVs) isoliert von verschiedenen Zelltypen. EVs wurden bei -80°C oder nach Gefriertrocknung untersucht, hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit und Größe. © Scientific Reports 2018Die etablierte Methode zur Lagerung von extrazellulären Vesikeln ist das Einfrieren bei -80 °C. Für die Auslieferung und die Lagerung von Medikamenten, die auf diesen Vesikeln basieren, birgt dies jedoch in der Praxis große Schwierigkeiten: Entsprechende Kühlschränke sind teuer und die Aufrechterhaltung der Kühlkette während des Transportes ist problematisch. Eine mögliche Alternative zur Lagerung im gefrorenen Zustand ist die Gefriertrocknung der extrazellulären Vesikel, mit der sich das Forscherteam um Gregor Fuhrmann befasst hat.

gefriertrockner_02_340x220.jpgErstautor Maximilian Richter (Doktorand) und Gregor Fuhrmann (Nachwuchsgruppenleiter BION) im Labor © Gregor FuhrmannUm zu zeigen, wie effektiv die Gefriertrocknung die Eigenschaften der Vesikel erhalten kann, isolierten die Wissenschaftler extrazelluläre Vesikel verschiedener forschungsrelevanter Zelltypen und charakterisierten diese anschließend in ihren physikochemischen Eigenschaften. Nach der Ausstattung mit einem Testenzym wurden die Vesikel verschiedenen Lagerungsbedingungen ausgesetzt. Dabei zeigte sich, dass die Gefriertrocknung in allen Parametern der Lagerung bei 4 °C und -80 °C mindestens ebenbürtig ist und die Aktivität des verkapselten Enzyms am besten gewährleistet. „Diese Erkenntnisse stellen einen wichtigen Baustein für die spätere breite Verwendung von extrazellulären Vesikeln in der klinischen Praxis dar", sagt Gregor Fuhrmann zur Bedeutung der Untersuchungsergebnisse.

Originalpublikation:

Julia Frank, Maximilian Richter, Chiara de Rossi, Claus-Michael Lehr, Kathrin Fuhrmann, Gregor Fuhrmann: Extracellular vesicles protect glucuronidase model enzymes during freeze-drying. Scientific Reports Volume 8, 2018, DOI:10.1038/s41598-018-30786-y.

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