Mit Nanotechnologie gegen das Vergessen

In einem unlängst gestarteten länderübergreifenden Forschungsprojekt im Rahmen des gemeinsamen EU-Programms zur neurodegenerativen Krankheitsforschung (JPND) versuchen Forscher herauszufinden, wie das Absterben von Nervenzellen im Zuge neurodegenerativer Erkrankungen verhindert werden kann.

Während Projektpartner in Italien, Großbritannien, Belgien und den USA daran arbeiten, die genauen Prozesse im Gehirn zu untersuchen und zu verstehen, werden am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz erste Versuche zum Medikamententransport unternommen. Hierbei stellt die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke die Hauptherausforderung dar.

Hierfür arbeiten die Mainzer Wissenschaftler an Nanokapseln, die es schaffen sollen, die Barriere zu überwinden. Besonders wichtig sind hierbei zwei Faktoren: Zum einen muss für eine lange Zirkulationszeit der Nanokapseln im Blut gesorgt werden, um so die Interaktionswahrscheinlichkeit mit den Zielzellen in den betroffenen Hirnarealen zu erhöhen. Hierfür ist es wichtig, die Nanokapseln so zu designen, dass sie nur wenig von Niere oder Leber aufgefangen und ausgeschieden werden.

Zum anderen müssen spezielle „Adress-Etiketten“ – bestehend aus Proteinen – auf der Kapseloberfläche angebracht werden, um so, ähnlich wie ein Schlüssel mit einem Schloss, von den Zielzellen erkannt und aufgenommen zu werden. „Noch füllen wir unsere nanometergroßen Kapseln mit Farbstoff“, erklärte Dr. Svenja Morsbach, Gruppenleiterin in der Abteilung von Prof. Katharina Landfester am MPI-P. „Wenn der Transport durch die Blut-Hirn-Schranke mit den Nanoträgern klappt, hoffen wir, den Farbstoff einfach gegen ein passendes Medikament austauschen zu können“.

Die am Projekt beteiligten Partner in Italien, Großbritannien, Belgien und den USA untersuchen parallel zur Entwicklung des Transportsystems in Mainz die genauen, im Hirn ablaufenden Prozesse. Hier sind Exosomen und neurotrophische Faktoren vom Hauptinteresse. Die Wechselwirkung von Exosomen und neuronenfördernden Faktoren wird von den Forschern als Hauptangelpunkt für das Verständnis von Demenzerkrankungen gesehen.

Das Projekt ist auf drei Jahre ausgelegt und wird mit über einer Million Euro gefördert, wovon ein Anteil von mehr als 400.000 Euro auf das Teilprojekt der Mainzer Wissenschaftler entfällt. Die Forscher hoffen, am Ende mit einem Verständnis für die Erkrankung selbst sowie mit der Entwicklung eines funktionierenden Transportsystems einen wichtigen Schritt in Richtung der Behandlung von Demenzerkrankungen zu gehen.