Mit neuen Wirkstoff-Fähren ins Gehirn vordringen

Neue Ansätze zur Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems wie zum Beispiel Alzheimer oder Gehirntumore erforschen Wissenschaftler des Instituts für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg. Zusammen mit einem Forscherteam aus den USA entwickeln Prof. Dr. Gert Fricker auf dem Gebiet der Pharmazeutischen Technologie und die Neurobiologin Prof. Dr. Ulrike Müller sogenannte Trägersysteme, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden und damit wie eine Fähre bestimmte Wirkstoffe in das Gehirn einschleusen können. Das dreijährige Vorhaben wird als Schlüsselprojekt von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung mit rund 560.000 Euro unterstützt. Die Forschungsarbeiten beginnen im April 2016.

Die Blut-Hirn-Schranke, die das zentrale Nervensystem vom Blutkreislauf abschottet, wird von den Gefäßwänden der Gehirnkapillaren gebildet und erlaubt nur wenigen Nährstoffen den freien Durchtritt. Insbesondere für Makromoleküle wie Proteine, DNA oder RNA ist die Barriere praktisch völlig undurchlässig. Genau diese Moleküle, sogenannte Biologicals, sind aber für die Therapie von Erkrankungen wie Alzheimer oder zur Behandlung von aggressiven Hirntumoren, den Glioblastomen, von besonderem Interesse, wie Prof. Fricker erläutert.

Seine Arbeitsgruppe hat nun spezielle Polymer-Nanopartikel entwickelt, die an ihrer Oberfläche modifiziert sind und ganz gezielt an die Blut-Hirn-Schranke andocken, diese überwinden und sich anschließend im Gehirn auflösen. Nach Angaben von Prof. Fricker können diese Partikel mit niedermolekularen Wirkstoffen, das heißt Stoffen mit geringer Molekülmasse, „hoch“ beladen werden. Sie befördern dann die ansonsten nicht gehirngängigen Stoffe in das zentrale Nervensystem, wo therapeutisch notwendige Konzentrationen erreicht werden.

Das zugrundeliegende Konzept wird nun auf Biologicals übertragen, die von Prof. Müller und ihrer Kollegin Prof. Dr. Olivia Merkel von der Wayne State University Detroit (USA) bereitgestellt werden. Ulrike Müller ist Spezialistin für die Erforschung der Alzheimer-Erkrankung. Die Heidelberger Neurobiologin und ihre Arbeitsgruppe liefern das Peptid APPsα, das Nervenzellen schützt und als Gegenspieler des toxischen ß-Amlyoids gilt. Die ß-Amlyoid-Ablagerungen werden als eine der Hauptursachen von Alzheimer angesehen. Olivia Merkel und ihr Forschungsteam stellen sogenannte small interfering RNA-Moleküle zur Verfügung. Mit Hilfe dieser kurzen Moleküle aus Ribonukleinsäure soll die Expression bestimmter Gene in Gehirntumoren abgeschaltet werden.

Die gemeinnützige Else Kröner-Fresenius-Stiftung dient der Förderung medizinischer Wissenschaft. Als Schlüsselprojekte unterstützt die Stiftung Vorhaben, die das Potential aufweisen, grundlegende und für ein ganzes Forschungsfeld richtungweisende Entdeckungen zu ermöglichen.