Impfen über die Haut – Gezielter Wirkstofftransport mit Hilfe von Nanopartikeln

Langerhans Zellen – Experten der Keimabwehr

Für die Entwicklung eines gezielten Wirkstofftransports, der die Medikamente direkt an 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 Expression des Langerins auf Langerhans-Zellen erlaubt einen gezielten Transport von Therapeutika um gleichzeitig Nebenwirkungen zu minimieren.

Bindung durch synthetische Zucker

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 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 Nanopartikel entwickelt, die durch diese Wechselwirkung in 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 die Immunzellen auszuliefern, die später für die Aktivierung des Immunsystems des ganzen Körpers 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.