Genau getimt

Mehrere Wirkstoffe in einem Medikament – dank künstlicher DNA

Düsseldorf - 10.07.2019, 09:00 Uhr

Mit farbigen Bällen
und Pfeifenreinigern veranschaulichen Prof. Oliver Lieleg und Doktorandin Ceren
Kimna, wie DNA-Stücke Nanopartikel miteinander verbinden können. (Foto: Uli Benz /
TU Muenchen)

Mit farbigen Bällen und Pfeifenreinigern veranschaulichen Prof. Oliver Lieleg und Doktorandin Ceren Kimna, wie DNA-Stücke Nanopartikel miteinander verbinden können. (Foto: Uli Benz / TU Muenchen)


Salbe als erste mögliche Applikation

„Bisher hatten unsere Versuche eher Modellcharakter, da die verwendeten metallischen Nanopartikel zwar vergleichbare Größen wie typische Wirkstoffträgerpartikel besitzen, aber – mit Ausnahme der Silberpartikel – keine pharmakologisch relevanten Substanzen freisetzen“, sagt Lieleg. „Das von uns entwickelte Wirkprinzip der DNA-vermittelten sequenziellen Freisetzung von Nanopartikeln aus einem Gel lässt sich aber problemlos auf andere Partikel übertragen, sofern diese mit DNA-Sequenzen beschichtet werden können“, erklärt der Professor. Solche Partikel könnten etwa Liposome oder Biopolymere sein, die sich mit Wirkstoffen beladen ließen.

„Als nächstes wollen wir realistische Wirkstoffträgerpartikel für unsere Freisetzungskaskade verwenden. Wir hoffen, dass unser Mechanismus auch mit solchen biologischen Partikeln ähnlich effizient und präzise funktioniert wie bisher mit den metallischen Modellpartikeln“, sagt er. Ferner wolle man den DNA-vermittelten Mechanismus mit anderen Mechanismen zur kontrollierten Freisetzung von Molekülen kombinieren, „um vollautomatisierte, nach einem bestimmten Schema vorprogrammierte Freisetzungskaskaden zu ermöglichen“.

Als Initiator der Freisetzung gab es auch bereits Experimente mit unterschiedlichem osmotischem Druck. „Die Möglichkeit, Unterschiede im pH-Wert des umgebenden Milieus zu nutzen, ist sicherlich auch interessant. Dazu haben wir Ideen, diese haben wir allerdings noch nicht getestet“, sagt Lieleg.

Salben seien derzeit durch ihre Konsistenz für den Ansatz mit Hydrogel eine mögliche Applikation. „Das Prinzip könnte in Zukunft aber auch in Tabletten zum Einsatz kommen, die im Körper mehrere Wirkstoffe nacheinander abgeben“, sagt der Forscher.

Synthetische DNA-Sequenzen sind noch recht kostspielig

Bis das Prinzip zur Marktreife gelangen könnte, werde es sicherlich noch einige Jahre dauern, sagt Lieleg. „Zunächst haben wir im Labor noch Forschungsarbeit zu leisten, dann die anwendungsnahen Fragen zu klären – und hierzu ist eine Beteiligung von Industriepartnern unerlässlich“, sagt der Professor. Die seien allerdings oft leider etwas zögerlich, wenn es darum gehe, Geld in die Weiterentwicklung von neuartigen Ideen zu investieren, um ein marktreifes Produkt zu bekommen. „Aber vielleicht liest dies hier ja ein Pharma-Unternehmen und möchte sich mit uns zusammentun, um unsere Forschung weiter zu entwickeln“, meint Lieleg. Er sei jedenfalls ansprechbar.    

Neben der Übertragung der Ergebnisse auf realistische Wirkstoffträgerpartikel, bei der er keine Probleme sieht, sei die Wirtschaftlichkeit der DNA-basierten Methode die nächste Herausforderung. Noch seien synthetische DNA-Sequenzen zu teuer, um daraus Produkte für den Massenmarkt zu entwickeln, sagt er. „Es gibt aber bereits erfolgreiche Versuche, definierte DNA-Sequenzen biotechnologisch, etwa mit Bakterien in großen Fermentern herzustellen. Eine derartige Entwicklung eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens für definierte DNA-Sequenzen wird den Einsatz in kommerziellen Anwendungen sicherlich deutlich beschleunigen“, sagt der Forscher.



Volker Budinger, Autor DAZ.online
redaktion@daz.online


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