Nano-Pillen aus dem Inhalator

Eingeatmet wandern die Nanopartikel auf verschlungenen Wegen: Zum Beispiel über die Nase zu den Riechnerven, dann weiter ins Gehirn. Laut Professor Uwe Heinrich, Leiter des Hannoverschen Fraunhofer Instituts Toxikologie und Experimentelle Medizin, lassen sich die Partikel in vielen Körperregionen nachweisen.

"Was wir von den Nanopartikeln kennen im Organismus, ist, dass sie sich sehr gut verteilen können. Dass sie also auch nach inhalativer Aufnahme in anderen Organen als der Lunge auftauchen können..."

... so zum Beispiel im Blut, im Gewebe, selbst in Organen tauchen die eingeatmeten Nanopartikel auf. Wenn die Winzlinge so leichtfüßig in den Körper gelangen, dann könnten sie vielleicht als Fähren genutzt werden, um Medikamente quasi im Huckepack zu den Zielorganen zu bringen. Das ist die Idee von Nanohale – einem Projekt – an dem Professor Claus Michael Lehr von der Universität Saarbrücken beteiligt ist.

"Wenn wir daran denken, Nanopartikel als Träger für Arzneistoffe zu verwenden, dann müssen wir a priori eigentlich Stoffe verwenden, die vom Körper vertragen werden. Die dürfen ja nicht toxisch reizend, schlecht verträglich sein, das heißt, wir richten unser Augenmerk von vorne herein immer nur auf Materialien, die abgebaut werden."

PLGA – Polylactid-co-Glycolid – ist dabei ein besonderer Kandidat. Die organische Substanz auf Milchsäurebasis wird schon lange als chirurgisches Nähmaterial eingesetzt, weil es sich im Körper allmählich zersetzt. Nanopartikel aus PLGA könnten eine neue medizinische Ära einleiten.

"Eine relativ nahe liegende Anwendung wäre zum Beispiel, dass man tatsächlich die klassischen Indikationsgebiete Asthma, Bronchitis und so was, dass man hier eine längere Wirkdauer der Medikamente erreichen kann. So dass man also weniger häufig inhalieren müsste. Das wäre dieses Ziel, ein Depot in die Lunge hinein zu bringen, was dort längere Zeit wirkt. Sie bräuchten als Asthmatiker vielleicht nur noch einmal in der Woche zu inhalieren und sind für den Rest der Woche dann geschützt."

Tierversuche mit Ratten und Mäusen zeigen allerdings, dass es entscheidend darauf ankommt, wie groß die Nanopartikel sind. Dr. Regis Cartier von Boehringer Ingelheim experimentiert mit Korngrößen zwischen 3000 und 5000 Nanometern. Kleinere Partikel fliegen beim Einatmen bis tief in die Lungenspitzen hinein, während die größeren im oberen Bereich der Lunge hängen bleiben.

"Wenn gleichmäßig und tief eingeatmet wird, dann erhält man eine Deposition in der tieferen Lunge, das heißt, im alveolaren Bereich. Bei Patienten, die unter Asthma leiden, ist es unter Umständen bedeutsam, dass man in den höheren, also in den bronchialen Lungenbereich sein Material deponiert. Und dann muss die Größe etwas höher liegen. Dann reden wir vielleicht von vier, fünf Mikrometern."

Fünf Mikrometer, das sind 5000 Nanometer beziehungsweise fünf Tausendstel Millimeter: Korngrößen, die mit dem bloßen Augen nicht gesehen werden können. Die eingeatmeten Winzlinge können nur dann die gewünschte Langzeitwirkung entfalten, wenn sie lange in der Lunge verbleiben. Landen die fliegenden Pillen zu tief in der Lunge, werden sie von speziellen Immunzellen, den Makrophagen, aufgefressen und abgebaut. Ihre Wirkung als Medizin wäre damit schnell verpufft. Zu große Partikel erreichen nur den oberen Teil der Lungenflügel. Das Problem hierbei: Sie werden dann über die Flimmerhärchen abtransportiert, bevor der eingebettete Wirkstoff freigesetzt wird.

"Also, ein Partikel muss einer Vielzahl von Anforderungen entsprechen. Das sind die Flugeigenschaften. Wie kriegen wir Partikel in die Lunge? Und dann gilt es auch noch, den Wirkstoff in kontrollierter Weise auch noch aus dem Partikel heraus diffundieren zu lassen."

Bisweilen stecken die Wissenschaftler in der Grundlagenforschung.