Publikationen im April 2015

Im April wurden 139 Publikationen zum Thema Chitosan veröffentlicht, welche sich vorwiegend mit Evaluationsstudien, pharmazeutische Präparate und Nanopartikeln beschäftigten. Die führenden Nationen auf dem Gebiet der Chitosan Forschung waren China (48 Artikel), Indien (18) und die USA (13).

Tabelle: Liste der wissenschaftlichen Fachzeitschriften die im April 2015 die höchste Anzahl von Chitosan bezogenen Artikeln veröffentlichten.
Quelle: GoPubMed

Chitosan und einigen seiner Derivate wurden hinsichtlich ihres „Drug Delivery“ Potentials bereits intensiv untersucht. Nachfolgend stellen wir zwei neue Studien über Chitosan basierte Nanopartikel vor, die für unterschiedliche Forschungsbereiche interessant sein können.

Fabrication and Characterization of Gd-DTPA-Loaded Chitosan–Poly(Acrylic Acid) Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging

Ahmed A., Zhang C., Guo J et al.; Macromolecular Bioscience. doi: 10.1002/mabi.201500034. [Epub ahead of print] April 2015

Die Magnetresonanztomographie (MRI) ist eine medizinische Scan-Technik, die weiche Gewebestrukturen unter Verwendung eines oszillierenden Magnetfeldes visualisieren kann. Die Autoren der vorliegenden Studie entwickelten Chitosan-poly (Acrylsäure) basierte Nanopartikel (CS-PAA) und adsorbierten Gadolinium-diethylenetriaminepentacetate (Gd-DTPA) an deren Partikeloberfläche.
Gd-Kontrastmittel werden häufig für die MRI-Tomographie verwendet, da sie Bildsignale verbessern können. Gd-DTPA Konjugate verfügen über eine erhöhte Stabilität und vorteilhafte paramagnetische Eigenschaften. Indem Gd-DTPA an CS-PAA Nanopartikel adsorbiert wurden, sollte die Effizienz der Kontrastmittelverteilung verbessert und deren Adhäsion an Blutbestandteile vermindert werden.

Ergebnisse:

Nanopartikelgröße: 220 nm Gd-DTPA adsorbiert an CS-PAA Oberfläche und im Inneren Ladungsumkehr in sauren Lösungen Sinkender pH Wert beschleunigt Gd-DTPA-Freisetzung und steigert Longitudinal-Relaxivität verbesserter MRI Kontrast in vivo

Schussfolgerung: In einer neutralen pH Wert Umgebung können Chitosan-PAA-Nanopartikel Kontrastmittel wie Gd-DTPA sicher transportieren. Durch Absinken des pH Wertes setzen sie ihre Ladung jedoch nach und nach frei. Diese pH-Wert Empfindlichkeit ermöglicht die gezielte Freisetzung des Kontrastmittels in der Nähe von Tumoren. In vivo Studien an narkotisierten Kaninchen zeigten zudem eine Verbesserung des MRT Bildkontrastes im Vergleich zu Gd-DTPA-Einzelanwendungen.

Quelle: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25846258

Intracellular sorting of differently charged chitosan derivatives and chitosan-based nanoparticles.

Zubareva A., Shcherbinina T., Varlamov V. and Svirshchevskaya E. Nanoscale. Vol.: 7 (17):7942-52. April 2015

Das Ziel dieser Studie war es unterschiedlich geladene Chitosan-Derivate hinsichtlich ihrer zellulären Bindung, Durchdringung und ihres intrazellulären Transportes zu untersuchen. Die Autoren analysierten positiv geladenes Hexanoyl-Chitosan (HC) und HC-basierten Nanopartikel (HCNPs). Des Weiteren wurden Succinoyl-Chitosan (SC) und ihre Nanopartikel (SCNPs) untersucht, welche negativ geladen sind. Die Experimente wurden an Epithelzellen (MiaPaCa und MDCK) und Makrophagen (RAW 264.7) Zelllinien durchgeführt.

Ergebnisse:

• Bindung an die Zellmembran: HC > SC > HCNPs und SCNPs
• Penetration in Epithelzellen: SC und SCNPs > HC; HCNPs dringen nicht ein
• Makrophagen phagozytieren: SC und SCNPs > HC und HCNPs
• pH-abhängige intrazelluläre Sortierung
• SC und SCNPs werde zu Endosomen und Lysosomen transportiert
• HC zu Mitochondrien sortiert

Schlussfolgerung: Die Bindung, Penetration und intrazelluläre Sortierung von Chitosan Derivaten in menschlichen Zellen scheint maßgeblich durch die Ladung des Polymers bestimmt zu werden. Positiv geladene Derivate wurden überwiegend zu Mitochondrien transportiert, während negative Polymere mit lysosomalen Kompartimenten co-lokalisierten. Diese Organellen besitzen unterschiedliche pH-Werte (Mitochondrien: pH 8,0; Lysosomen: pH 4,5) und erleichtern vermutlich die Neutralisierung der geladenen Polymere. Die Ergebnisse dieser Studie könnten dazu beitragen die Wirksamkeit und Zellspezifität von Chitosan basierten Wirkstoff-Abgabesystemen zu verbessern.

Quelle: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25866253