21.06.2019
Impfen mit Nanopartikeln über die Haut
Mithilfe speziell präparierter Nanopartikel lassen sich Impfstoffe oder Medikamente gezielt in die Langerhans-Zellen in der Haut transportieren, um eine kontrollierte Immunantwort herbeizuführen.
Forschenden am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam ist es gelungen, Nanopartikel so weiterzuentwickeln, dass sie von speziellen Zellen der menschlichen Haut (Langerhans-Zellen) aufgenommen werden können. Mit dieser neuen Technologieplattform könnten nun gezielt Wirkstoffe, zum Beispiel Impfstoffe oder Medikamente, in die Langerhans-Zellen in der obersten Hautschicht (Epidermis) eingebracht werden, um eine kontrollierte Immunantwort auszulösen. Langerhans-Zellen steuern die Immunantwort und alarmieren den Körper, wenn Erreger oder Tumore im Organismus auftreten.
Für die Entwicklung eines gezielten Wirkstofftransports, der Medikamente direkt an die Langerhans-Zellen liefert, macht man sich deren natürliche Funktion zunutze: Als professionelle, Antigen-präsentierende Zellen erkennen sie Erreger, nehmen diese auf und präsentieren Bestandteile dieser Pathogene an Effektorzellen des Immunsystems, den T-Zellen. Für die Erkennung und Aufnahme verwenden die Langerhans-Zellen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die die Umgebung nach Pathogenen durchsuchen. Erreger werden so anhand von Zuckerstrukturen erkannt, die sie auf ihrer Oberfläche tragen. Langerin, ein Protein aus der Familie der C-Typ Lektine, ist ein solcher Rezeptor auf Langerhans-Zellen und dient der Erkennung von Viren und Bakterien. Die spezifische Bildung (Genexpression) des Langerins auf Langerhans-Zellen erlaubt einen gezielten Transport von Therapeutika mit gleichzeitiger Minimierung von Nebenwirkungen.
Ein Forscherteam um Dr. Christoph Rademacher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung konnte sich nun das Wissen um die zugrundeliegenden Erkennungsmechanismen mit atomarer Auflösung jetzt zunutze machen. Es gelang ihnen, eine synthetische, zuckerähnliche Substanz zu entwickeln, die nun spezifisch an Langerin auf der Oberfläche von Langerhans-Zellen bindet. In Zusammenarbeit mit einem wissenschaftlichen Team des Labors für Langerhans-Zellforschung der Medizinischen Universität Innsbruck wurden dann Nanopartikel entwickelt, die durch diese Wechselwirkung von Langerhans-Zellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können.
Damit legen die Forschenden den Grundstein für weitere Entwicklungen um z. B. Impfstoffe direkt über die Haut genau an diejenigen Immunzellen zu liefern, die für die Aktivierung des Immunsystems verantwortlich sind. Auf der Basis dieser Erkenntnisse lassen sich in Zukunft möglicherweise neuartige Impfstoffe gegen Infektionen oder auch Immuntherapien zur Behandlung von Krebs oder Autoimmunerkrankungen entwickeln.
Quelle: Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
