London: Nanopartikel können Rückenmarksverletzungen heilen helfen

London: Nanopartikel können Rückenmarksverletzungen heilen helfen

Eine Infusion mit Nanopartikelchen könnte Menschen mit Rückenmarksverletzungen in Zukunft dabei helfen, ihre Beweglichkeit wiederzuerlangen.

Diese Hoffnung hegen US-Forscher, nachdem sie den Einfluss sogenannter Copolymer-Mizellen auf beschädigte Nervenzellen untersucht haben.

Copolymer-Mizellen sind winzige Medikamentenfähren, die in Versuchen bislang dazu verwendet wurden, Wirkstoffe, beispielsweise aus der Krebstherapie, in die Zielregion im Körper zu leiten.

Die Wissenschaftler um Yunzhou Shi von der Purdue University in West Lafayette fanden jetzt jedoch heraus, dass auch diese Transporter selbst eine heilende Wirkung haben können.

In Laborversuchen steigerten die Mizellen die Regeneration der beschädigten Nervenzellen erheblich. Ratten mit Rückenmarksschädigungen, denen die Forscher die Nanopartikel injizierten, gewannen die Kontrolle über ihre Gliedmaßen wieder zurück. Die Forscher veröffentlichen ihre Ergebnisse im Fachmagazin „Nature Nanotechnology” (Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1038/NNANO.2009.303).

Der Einsatz von Nanopartikeln als Medikamentenfähren wird bereits seit rund 30 Jahren erforscht. Die sogenannten Mizellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie zwei Polymer-Typen vereinen: einen wasseranziehenden und einen wasserabstoßenden.

Deren Strukturen organisieren sich in einer wässrigen Umgebung dergestalt, dass sie winzige Kugeln bilden, bei denen der wasserabstoßende Teil nach innen zeigt.

Das Innere dieser Kugeln kann Wirkstoffe aufnehmen. Yunzhou Shi und seine Kollegen kamen nun auf die Idee, die Fähren selbst als Heilmittel einzusetzen.

Die Idee ist eigentlich recht naheliegend, denn die Hülle der Fähren besteht aus Polyethylenglykol, einem Polymer, das bereits bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen eingesetzt wird.

Charakteristisch für Rückenmarksverletzungen ist, dass die kaputten Nervenverbindungen eine Art Brückensubstanz benötigen. Polyethylenglykol ist eine solche Kittsubstanz, die den Spalt zwischen den verletzten Nervenzellen weitestgehend abdichtet und sozusagen als Stütze beim Wiederzusammenwachsen dient.

Die Forscher untersuchten nun, inwieweit Polyethylenglykol in seiner herkömmlichen Form oder aber in Form der Nano-Fähren die Heilung der Nervenzellen beeinflusst.

In Laborversuchen stieg die Regenerationsrate der Nervenzellen auf über 60 Prozent, wenn die Nanofähren hinzugegeben wurden - ohne sie wurden lediglich 18 Prozent erreicht.

In einem zweiten Experiment untersuchten die Forscher Ratten, die aufgrund von Rückenmarksschädigungen ihre Glieder nicht bewegen konnten. Sie injizierten den Tieren entweder die herkömmliche Kittsubstanz oder die Nanopartikel.

Die Ratten, denen die Nanopartikel gespritzt worden waren, konnten ihre Gliedmaßen anschließend wieder bewegen. Dieser Erfolg ist vermutlich auf die geringe Größe der Partikel zurückzuführen: Sie sind so klein, dass sie nicht von Leber und Nieren herausgefiltert werden können.

„Daher benötigt man, wenn man Mizellen benutzt, gerade mal ein Hunderttausendstel der regulären Polyethylenglykol-Konzentration”, erklärt Ji-Xin Cheng, einer der Co-Autoren der Studie.