Wirkstofftransport

Ein neuartiger Ansatz für die zielgerichtete Arzneistoffabgabe in der Lunge

Innovative Medikamenteankünfte erfordern zunehmend hochspezialisierte Transportsysteme. In der aktuellen Publikation „Dual-sensitive gelatin-coated chitosan microparticles (GL-ChMPs) for targeted lung delivery“ wird eine neuartige Strategie vorgestellt: chitosanbasierte Mikropartikel, die mit Gelatine beschichtet sind und gezielt Wirkstoffe in die Lunge bringen – intelligent, sensibel und effizient.

Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen eine Review zu diesem Thema zusammenfassen.

Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

Small interfering RNAs (siRNAs) können als in Gentherapien für z.B. Krebserkrankungen wie Leukämie genutzt werden. Allerdings ist die Anwendung dieser durch einen fehlenden, effizienten Wirkstofftransport limitiert. In der vorgestellten Studie wurde daher Chitosan mit Arginin zu Nanopartikeln funktionalisiert, mit siRNA beladen und deren Eigenschaften als siRNA-Vektor untersucht.

Mehr als 5 Millionen Menschen weltweit sind von entzündlichen Darmerkrankungen betroffen. Um eine gute Behandlung zu ermöglichen, ist ein zielgerichteter und effizienter Wirkstofftransport notwendig. In der vorgestellten Studie wurde dafür ein Chitosan-basiertes, Vancomycin-beladenes Mikrogel untersucht.

Small interferring RNAs (siRNAs) können durch sogenanntes Gen Silencing Viren inaktivieren. Um diesen Prozess in der Biomedizin nutzen zu können, muss der Transport der instabilen siRNAs verbessert werden. In der vorgestellten Studie werden dafür siRNAs an Chitosan Mikropartikel gekoppelt und für die Inaktivierung von viralen Proteinen in HIV-1 infizierten C8166-Zellen untersucht.

Chitosan und Chitosan Derivate sind vielversprechende Biopolymere für die nasale oder vaginale Verabreichung von Wirkstoffen mittels Mikro- oder Nanopartikel. Problematisch ist jedoch die pH-abhängige Löslichkeit von Chitosan und der übermäßigen Wasseraufnahme in Anwesenheit von Ionen. Durch die Wasseraufnahme kann es zu einer schnellen initialen Freisetzung des Wirkstoffs durch den Zerfall des Chitosan-basierten Transportvehikels kommen. Zur Stabilisierung der Wirkstofffreisetzung wird an der Modifikation der Polymerstruktur durch physikalische Vernetzung geforscht. Das Ziel der hier vorgestellten Studie war die Untersuchung des Einflusses der Mikropartikelzusammensetzung, insbesondere der Menge des eingebrachten Ionenvernetzer (CF) auf das Freisetzungsprofil von wasserlöslichen Wirkstoffen aus der Chitosan-Matrix.

Chitosan ist ein aussichtsreiches Wirkstofftransportsystem für pulmonale Anwendungen und ist dadurch besonders in der Corona Pandemie für den Wirkstofftransport von besonderem Interesse. Nützlich sind dabei die mukoadhäsiven, permeationssteigernden und orts-/zellspezifischen Eigenschaften des biologisch abbaubaren und biokompatiblen Polymers. Entwickelt wurden bereits Nanocarrier basierend auf verschiedenen Mikroverkapselungs- und Mikro-Nano-Mischsystemen. Der aerodynamischen Charakter ist dabei wichtig um eine effiziente pulmonale Aerosolbildung und Inhalation zu ermöglichen. In diesem Artikel geben wir Ihnen einen Einblick in einen Artikel über Chitosan und seine Entwicklung als Lungenpartikel-Antiinfektiva.

Chitosan Nanopartikel können Medikamente zielgerichtet an ihren Wirkort transportieren und diese dort über einen längeren Zeitraum freisetzen. Auch in der aktuellen Corona-Krise könnten Chitosan Nanopartikel ein Weg sein, um potenzielle COVID-19 Medikamente spezifisch in der Lunge von schwer erkrankten Patienten freizusetzen. Ein potenzielles Drug Delivery System zur Behandlung von SARS-CoV-2 Infizierten ist Novochizol™, bestehend aus Chitosan-basierten Nanopartikel.

Biologische Barrieren können die Verfügbarkeit eines Therapeutikums im Zielgewebe stark einschränken. Wirkstofffreisetzungssysteme (Drug Delivery Systeme) überwinden diese Limitierungen, um den Wirkstoff in der gewünschten Dosis an seinen Bestimmungsort zu bringen. Das Biopolymer Chitosan birgt großes Potential zur Entwicklung innovativer Drug Delivery Systeme. Wir stellen Ihnen zwei Artikel vor, die die Behandlung von Krebs und lärmbedingtem Hörverlust mit Chitosan-basierten Drug Delivery Systemen erforschen.

Im März 2017 wurden 215 Artikel rund um Chitosan und Chitosan Derivate veröffentlicht. Die führenden Nationen in der Chitosan Forschung sind China (59), Indien (32) und USA (27). Die Veröffentlichungen beschäftigten sich überwiegend mit Nanopartikeln, Evaluierungsstudien und Pharmazeutischen Präparaten.