Die Bluthirnschranke überwinden

Im Nano-Argovia-Projekt Nano-thru-BBB entwickeln Wissenschaftler eine neue technologische Plattform, die das Design von Nanopartikeln ermöglichen soll, die das Potenzial haben, die Blut-Hirn-Schranke zu passieren. (Bild: Perseo Pharma)

Im Nano-Argovia-Projekte NANO-thru-BBB entwickelt ein interdisziplinäres Team unter Leitung von Prof. Dr. Patrick Shahgaldian (FHNW) eine Plattform, die es ermöglicht Nanopartikel zu designen, welche die Bluthirnschranke überwinden können. An dem Projekt sind Forschende der Hochschule für Life Sciences (FHNW), der Universität Basel sowie des Industriepartners Perseo pharma AG (Muttenz, BL) beteiligt.

Selektiver Eintritt
Die Bluthirnschranke ist eine komplexe, selektive Barriere, die das Gehirn vor schädigenden Substanzen oder Erregern, die sich im Blutkreislauf befinden, schützt. Nährstoffen, die das Gehirn benötigt, gelangen nur über spezifische, kontrollierte Transportprozesse ins Gehirn, während zahlreichen Makromolekülen der Eintritt verwehrt wird. Auch biologische Therapeutika, die zur Behandlung neurologischer Krankheiten im Gehirn eingesetzt werden könnten, können die Bluthirnschranke im Allgemeinen nicht überwinden.

Nanopartikel, in denen diese biologischen Makromoleküle «verpackt» sind, können die Barriere unter bestimmten Umständen jedoch passieren. Bisher existiert jedoch keine Studie, die systematisch aufzeigt, welche Oberflächeneigenschaften die optimalen Nanotransporter haben sollten.

Interdisziplinäres Team
Die Forschungsgruppen von Prof. Dr. Patrick Shahgaldian, Prof. Dr. Laura Suter-Dick (beide FHNW), Prof. Dr. Jörg Huwyler (Universität Basel) sowie Dr. Ing. Yves Dudal und Dr. Emilie Laprévotte (beide Perseo pharma) planen nun eine neue technologische Plattform zu entwickeln, die ein optimiertes Design derartiger Nanopartikel ermöglicht.

Basierend auf einer neuartigen Methode der kombinatorischen Oberflächenmodifikation werden die Forschenden die chemische Struktur und das Nanopartikeldesign untersuchen und an zellulären Blut-Hirn-Schranke-Modellen (in vitro) sowie an Zebrafischmodellen (in vivo) testen. Unterstützt durch Computeranalysen werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Lage sein, die am besten geeignete Nanopartikelstruktur zu bestimmen, die eine Passage durch die Blut-Hirn-Schranke ermöglicht.

Konkret sollen in dem Projekt Enzyme durch die Bluthirnschranke ins Gehirn eingeschleust werden, mit denen vererbbare lysosomale Speicherkrankheiten behandelt werden können. Langfristig liefert das Projekt eine solide Datenbasis, um klinische Studien mit nano-formulierten Enzymen gegen diese Stoffwechselkrankeiten durchzuführen.

«Etwa dreißig Enzym-Ersatztherapien sind auf dem Markt für die lebenslange Behandlung einer Familie von vererbbaren Stoffwechselstörungen – den lysosomalen Speicherkrankheiten. Diese Medikamente erreichen jedoch nicht das Gehirn der Patientinnen und Patienten. Folglich können betroffene Kinder zwar am Leben teilhaben, wachsen aber meist mit erheblichen geistigen Problemen auf. Die Möglichkeit, diese therapeutischen Enzyme ins Gehirn zu bringen, würde einen grossen Durchbruch für die Patienten bedeuten. Perseo pharma ist hoch motiviert, einen präklinischen Konzeptnachweis für diesen Ansatz zu erbringen und eine neue Generation von Enzymersatztherapien weiter zu entwickeln.»

Dr. Ing. Yves Dudal, CEO von Perseo pharma

Weitere Information

Perseo pharma AG
Hochschule für LIfe Sciences (FHNW)
Departement Pharmazeutische Wissenschaften Universität Basel