Zukunft von Nanoarzneimitteln

Nanoarzneimittel rücken immer weiter in den Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen für unterschiedliche medizinische Anwendungen. Dazu gehören der effizientere Arzneimitteltransport (Drug Delivery) und die effizientere gezielte Anreicherung des Arzneimittels (Drug Targeting) sowie die Personalisierung von Nanoarzneimitteln, bei der die Verabreichung des Arzneimittels auf der Grundlage des genetischen Profils des Patienten erfolgt.
 

Neue Nanomaterialien

Neue Nanomaterialien, wie Blockcopolymermizellen, Polymere, Kohlenstoffnanoröhren, Quantenpunkte und Dendrimere, werden dazu entwickelt, Arzneimittel effizienter zu transportieren oder anzureichern.

Kohlenstoffnanoröhren sind hexagonal gebundene Kohlenstoffatome, die zusammen die Form einer hohlen Röhre ergeben. Sie werden für Therapieanwendungen, insbesondere zur Krebsbehandlung, aber auch für die Entwicklung neuer Diagnostika und Nanosensoren genutzt. Kohlenstoffnanoröhren können für einen gezielten Transport von Arzneimitteln verwendet werden.

Quantenpunkte sind Halbleiternanokristalle, die sich aus einem anorganischen Kern und einer Metallschale zusammensetzen. Sie können als Arzneimittelträger oder als fluoreszierende Marker für andere Arzneimittelträger, zum Beispiel Liposome, verwendet werden. Mit ihrer Hilfe kann die molekulare Bildgebung für die Diagnostik mit Therapien kombiniert werden, um beispielsweise therapeutische Strategien bei Krebs zu entwickeln.

Sowohl bei Kohlenstoffnanoröhren als auch bei Quantenpunkten ist die Toxizität ein zentraler Punkt, und Forscher untersuchen derzeit, wie diese Materialien vor ihrer Verwendung in medizinischen Anwendungen weniger toxisch gemacht werden können.

Dendrimere sind Moleküle mit einer regelmäßigen und hochverzweigten baumartigen Struktur. Sie sind im Durchmesser zwischen 1 und 10 Nanometern groß und haben im Inneren einen hydrophoben Hohlraum, der mit hydrophoben Molekülen, beispielsweise Krebsmedikamenten, gefüllt werden kann. Im Vergleich mit anderen Arzneimittelträgern, wie Liposomen, sind Dendrimere mechanisch stabiler, können aber nur geringere Mengen des Arzneimittels transportieren.
 

Theranostika und personalisierte Nanoarzneimittel

Chemiker„Personalisierte Arzneimittel“ bedeutet, dass der therapeutische Ansatz durch die Verwendung von Verfahren wie dem sogenannten molekularen Profiling auf die individuellen Merkmale eines Patienten zugeschnitten wird. In der Zukunft werden wir möglicherweise dank Nanotechnologie individuelle Therapiebehandlungen erhalten können. Neu entwickelte Nanoarzneimittel enthalten Multikomponentensysteme, sogenannte Theranostika, die sich beispielsweise aus Molekülen für die Therapie und für die Diagnostik zusammensetzen. Das resultierende Nanosystem ermöglicht die Diagnose, den Transport des Arzneimittels und die Beobachtung der Wirkungen des Arzneimittels. Die Entwicklung solcher Systeme kann helfen, das Ziel individualisierter Therapien für verschiedene Erkrankungen zu erreichen.

Der Grund für die zunehmende Forschung an personalisierten Nanoarzneimitteln besteht darin, dass Erkrankungen wie beispielsweise Krebs äußerst verschiedenartig sind und die vorhandenen Behandlungen nur bei bestimmten Patienten oder in einer bestimmten Phase der Erkrankung wirksam sind. Wenn einem Patienten ein Theranostikum verabreicht wird, ist es unter Umständen möglich zu beobachten, wie gut der Patient auf das Nanoarzneimittel anspricht, da die bildgebenden Moleküle die Darstellung der Wirkung des Arzneimittels in Echtzeit erlauben. Auf diese Weise können bei der Verlaufskontrolle Arzneimitteldosierungen und Behandlungskonzepte optimiert und auf die individuelle Person zugeschnitten werden.

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