Goldnanopartikel versprechen sichere Krebsmedikamente und bessere Impfstoffe
Goldnanopartikel könnten laut neuen Forschungen ein sicheres Instrument zur Verbesserung der Wirksamkeit von Impfstoffen und anderen Arzneimitteln sein, die auf die B-Zellen des Immunsystems abzielen müssen.
Die Zahl der medizinischen Anwendungen für Nanopartikel hat in den letzten 20 Jahren stetig zugenommen. Ärzte und Wissenschaftler sind jedoch weiterhin besorgt über ihre Sicherheit und wie sie das Immunsystem beeinflussen könnten.
Der menschliche Körper verträgt Gold gut und das Metall ist leicht zu manipulieren. Gold bietet in Form von Nanopartikeln das Potenzial, Zellen auf bestimmte Weise anzugreifen. Die Arzneimittelabgabe in der Präzisionsmedizin könnte ein vielversprechender Bereich sein.
Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass Goldnanopartikel auf sichere, biokompatible Weise mit größeren Immunzellen wie Makrophagen zusammenarbeiten können.
Jetzt haben Wissenschaftler erstmals untersucht, wie Goldnanopartikel mit B-Lymphozyten oder weißen Blutkörperchen interagieren, die kleiner und weniger einfach zu handhaben sind.
Die neue Studie ist die Arbeit von Forschern aus der Schweiz und dem Vereinigten Königreich und wurde kürzlich veröffentlicht ACS Nano Papier.
B-Zellen sind maßgeblich für die Produktion von Antikörpern im Immunsystem verantwortlich.
„Nanopartikel“, sagt die Co-Senior-Studienautorin Carole Bourquin, Professorin an den Fakultäten für Medizin und Wissenschaft an der Universität Genf in der Schweiz, „können ein Schutzmittel für Impfstoffe - oder andere Medikamente - bilden, um sie gezielt dort abzugeben, wo sie können am effektivsten sein, während andere Zellen geschont werden. “
Wirkung von Goldnanopartikeln auf B-Zellen
Bourquin und ihre Kollegen untersuchten Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Formen von Goldnanopartikeln und „frisch isolierten menschlichen B-Lymphozyten“.
Sie führten Experimente durch, bei denen sie die B-Zellen beschichteten und unbeschichteten stabförmigen und kugelförmigen Goldnanopartikeln aussetzten.
Durch Beobachtung von Aktivierungsmarkern auf den B-Zelloberflächen konnte das Team feststellen, inwieweit die verschiedenen Arten von Nanopartikeln Immunantworten aktivierten oder hemmten.
Keiner der vom Team getesteten Goldnanopartikeltypen verursachte nachteilige Nebenwirkungen. Die Nanopartikel unterschieden sich jedoch hinsichtlich ihrer Fähigkeit, eine Immunantwort hervorzurufen.
Die Forscher fanden heraus, dass die Art der Oberfläche der Goldnanopartikel und ihre Form einen signifikanten Einfluss auf ihre Wechselwirkungen mit B-Zellen hatten.
Unbeschichtete kugelförmige Goldnanopartikel erwiesen sich als ungeeignet, da sie zur Bildung von Klumpen neigten.
Die besten Ergebnisse erzielten die polymerbeschichteten, kugelförmigen Goldnanopartikel. Diese waren stabil und beeinträchtigten die Funktion der B-Zellen nicht.
Stabförmige Goldnanopartikel waren dagegen nicht verwendbar, da sie die Immunantwort reduzierten, anstatt sie zu aktivieren. Die Forscher vermuten, dass dies daran liegen könnte, dass sie schwerer waren und wahrscheinlich Prozesse in den Zellmembranen störten.
Potenzial von Gold-Nanodrugs
Um wirksam zu sein, müssen Impfstoffe B-Zellen erreichen, bevor der Körper sie zerstört. Die Verwendung von Goldnanopartikeln zur Abgabe könnte ein wirksamer Weg sein, um die Medikamente auf ihrem gefährlichen Weg zu ihren Zielen zu konservieren.
B-Zellen können nicht nur Ziele für Impfstoffe sein, sondern auch für Medikamente, die andere Krankheiten wie Krebs und Autoimmunerkrankungen behandeln.
Die Forscher sehen die von ihnen entwickelten Goldnanopartikel als potenzielles Vehikel für die direkte Abgabe von Arzneimitteln an B-Zellen.
Ein solches Abgabevehikel könnte die Dosierung von Arzneimitteln und die damit verbundenen Nebenwirkungen verringern.
Goldnanopartikel sind potenziell ideale Abgabevehikel für Hirnkrebsmedikamente, da sie klein genug sind, um die Blut-Hirn-Schranke zu passieren. Untersuchungen zur Verwendung von Nanopartikeln zur Behandlung von Hirntumoren sind bereits im Gange.
Eine weitere potenziell nützliche Eigenschaft von Goldnanopartikeln besteht darin, dass sie Licht absorbieren und die Energie dann als Wärme abgeben können.
Diese Eigenschaft könnte die Nanopartikel zu einem idealen Werkzeug für die Präzisionstherapie bei Krebs machen. Ärzte könnten auf Goldnanopartikel zielen, um in Tumore einzudringen, und sie dann beleuchten, so dass sie die Krebszellen selektiv durch Hitze zerstören.
Ein wichtiges Merkmal der Studie ist, dass das Team einen systematischen Ansatz zur Untersuchung der Sicherheit und Verträglichkeit von Nanopartikeln mit B-Zellen entwickelt hat. Keine Studie zuvor hatte diese Methodik verwendet.
"Dies könnte besonders für die zukünftige Forschung nützlich sein, da die Verwendung von Nanopartikeln in der Medizin noch klare Richtlinien erfordert."
Prof. Carole Bourquin
