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Mit "eiserner Lunge" gegen den Krebs und andere Leiden - Magnetische Nanopartikel erlauben gezielte Atemwegsth

24.07.2007 - (idw) Ludwig-Maximilians-Universität München

Bei Atemwegserkrankungen wie Asthma und Mukoviszidose kommen häufig Medikamente zum Einsatz, die inhaliert werden können. Bei anderen Lungenleiden ist aber nicht das gesamte Organ betroffen, so dass die gezielte Behandlung nur der erkrankten Areale therapeutisch sinnvoller und wohl mit weniger Nebenwirkungen verbunden wäre. Dies scheint jetzt möglich dank einer neuen Aerosolapplikationsmethode, die ein Forscherteam um Dr. Carsten Rudolph, Dr. von Haunersches Kinderspital des Klinikums der Universität München, entwickelt hat. Wie in der online-Ausgabe des Fachmagazins "Nature Nanotechnology" berichtet, werden dabei Aerosoltröpfchen mit Eisenoxidnanopartikeln genutzt. In Computersimulationen und bei Tests an Mäusen konnten diese Nanomagnetosole mit Hilfe eines äußeren magnetischen Feldes zielgerichtet an den gewünschten Wirkort in der Lunge dirigiert werden. "Wir vermuten, dass diese Technik in Zukunft sehr hilfreich für Patienten sein kann", so Rudolph. "Ein Einsatz ist unter anderem denkbar bei lokalen bakteriellen Infektionen und bei Tumoren." Inhalierte Partikel werden von der eingeatmeten Luft getragen und lagern sich dann in der Lunge ab. Vor einiger Zeit schon wurde gezeigt, dass dieser Vorgang durch ein magnetisches Feld beeinflusst werden kann. Dessen Kräfte reichen allerdings nicht aus, um die Bewegung einzelner Nanopartikel aus Eisenoxid, kurz SPIONs von englisch "superparamagnetic iron oxide nanoparticles", zu steuern. Erfolgreich waren die Forscher um Rudolph aber, als sie eine Vielzahl der Teilchen je in einem Aerosoltröpfchen zusammenführten. Sie berechneten in einem stark vereinfachten Modell die Bewegungsrichtung dieser Nanomagnetosole und den Luftfluss in den Atemwegen von Mäusen. In den Simulationen zeigte sich, dass sich ohne äußere Einflüsse nur etwa vier Prozent der Tröpfchen an einer vorgegebenen Stelle ablagerten. Wenn allerdings ein Magnetfeld angelegt wurde, waren es bis zu 16 Prozent. Tests an Mäusen bestätigten dies: Lungenareale im Magnetfeld zeigten eine deutlich erhöhte Akkumulation der Tröpfchen als davon nicht beeinflusste Bereiche.

Nanomagnetosole können in ihrem Inneren andere Substanzen aufnehmen und sind damit möglicherweise als Vehikel für Medikamente - auch verschiedene Wirkstoffe auf einmal - geeignet. Dazu kommt, dass SPIONs schon seit Jahren in bildgebenden Verfahren, etwa der Kernspintomographie, ohne negative Begleiterscheinungen eingesetzt werden. "Nature Nanotechnology" hat der Veröffentlichung einen begleitenden Kommentar zur Seite gestellt. Darin hebt der nicht an der Studie beteiligte Autor hervor, dass der neue Ansatz besonders vielversprechend im Kampf gegen Lungenkrebs sein könnte. Denn die bei dieser Erkrankung eingesetzten Medikamente lagern sich bei einer herkömmlichen Inhalationstherapie gleichermaßen an Tumoren wie an gesundes Lungengewebe an, das sie allerdings schädigen können. Eine gezielte Verabreichung der Wirkstoffe in den betroffenen Bereichen sei deshalb sehr viel effektiver. Und auch vonnöten: Lungenkrebs ist eine der häufigsten Krebsarten - mit einer der geringsten Überlebensraten. Obwohl die Forschung an den Nanomagnetosolen noch in den Kinderschuhen stecke, hält sie der Autor für sehr interessant und eine Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten für denkbar.

Publikationen:
"Targeted delivery of magnetic aerosol droplets to the lung", Petra Dames, Bernhard Gleich, Andreas Flemmer, Kerstin Hajek, Nicole Seidl, Frank Wiekhorst, Dietmar Eberbeck, Iris Bittmann, Christian Bergemann, Thomas Weyh, Lutz Trahms, Joseph Rosenecker and Carsten Rudolph,

Nature Nanotechnology, online edition, 22. Juli 2007

"Magnetic nanoparticles hit the target", Alidad Amirfazli,
Nature Nanotechnology, online edition, 22. Juli 2007

Ansprechpartner:
Dr. Carsten Rudolph
Klinikum der LMU
Dr. von Haunersches Kinderspital
Abteilung für Pneumologie und Allergologie,
Allergie- und Asthmaambulanz
Tel.: 089 / 5160-7524
Fax: 089 / 5160-4421
E-Mail: Carsten.Rudolph@med.uni-muenchen.de

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