Gezielte Gehirntherapie mit Lithium-beladenen Goldnanopartikeln

Ein italienisches Forscherteam hat ein Nasenspray mit lithiumhaltigen Goldnanopartikeln entwickelt, das gezielt die Aktivität der Glykogensynthasekinase-3β im Gehirn hemmt. Den Forschenden zufolge könnte dieser Ansatz neue Wege in der Therapie neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen eröffnen.

In Form eines Nasensprays transportieren Lithium-beladene Goldnanopartikel Medikamente direkt ins Gehirn. Dieses nanotechnologische System wurde von Forschenden der Università Cattolica Rom / Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS (Italien) entwickelt und zielt auf die Behandlung und Prävention neuropsychiatrischer sowie neurodegenerativer Erkrankungen ab. Lithium wird bereits klinisch bei manisch-depressiven Syndromen eingesetzt, ist aber in oraler Formulierung nicht frei von Nebenwirkungen.

Vorteile gegenüber oraler Lithiumgabe

Die Forschenden zeigten in ihrer Studie, die in der Zeitschrift „Advanced Materials“ veröffentlicht wurde, dass es möglich ist, die Aktivität der Glykogensynthasekinase-3β (GSK-3β) mit Lithium, das durch intranasal verabreichte Goldnanopartikel abgegeben wird, direkt im Gehirn zu hemmen. Die GSK-3β spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Alzheimer sowie von neuropsychiatrischen Erkrankungen wie der Bipolaren Störung.

Dieser alternative Therapieansatz erzielt den Forschenden zufolge die gleichen Wirkungen wie oral verabreichtes Lithium. Jedoch verwendet er deutlich geringere Konzentrationen und zielt gezielt auf das Gehirn ab, wodurch das Risiko von Nebenwirkungen verringert wird. Prof. Antonio Buonerba erklärt: „Gold-Nanopartikel sind das optimale Werkzeug für diese Art von Strategie. Sie können mit Glutathion funktionalisiert werden. Das fördert einerseits die Bildung von Aggregaten, die leicht in die Zellen eindringen, und ermöglicht andererseits die Bindung von Molekülen oder Ionen wie Lithium. Sobald die Nanopartikel-Aggregate in die Zellen gelangen, werden sie abgebaut und das Lithium wird in die Zellen freigesetzt. Dadurch können wirksame therapeutische Konzentrationen dieses Ions mit geringen Verabreichungsdosen erreicht werden.“

Präklinische Studien belegen Wirksamkeit

In der Studie zeigten die Forscher, dass der nanotechnologische Träger die Aktivität der GSK-3β im Hippocampus hemmen kann. „In dieser Arbeit zeigten wir, dass eine fünftägige Verabreichung von Goldnanopartikeln, die mit Glutathion funktionalisiert und mit Lithium beschichtet sind (LiG-AuNPs), die Aktivität der GSK-3β-Kinase im Hippocampus von Mäusen signifikant hemmen konnte. Eine Verabreichung über zwei Monate führte zu einer signifikanten Rückbildung des Gedächtnisdefizits in einem Alzheimer-Mausmodell“, erklärt Erstautorin Dr. Giulia Puliatti.

Derzeit laufen Studien, um weitere Anwendungsbereiche dieser Erfindung zu überprüfen und die Sicherheitsbewertung abzuschließen, um schnell mit der klinischen Anwendung fortzufahren. Prof. Claudio Grassi betont: „Wir glauben, dass unser nanotechnologisches Werkzeug die Entwicklung neuer Therapieansätze für alle Krankheiten, bei denen eine veränderte GSK-3β-Aktivität im Gehirn eine Schlüsselrolle spielt, ermöglichen kann. Dazu zählen nicht nur psychiatrische Erkrankungen, sondern auch neurodegenerative und virale Erkrankungen.“

(lj/BIERMANN)