Nanopartikel gegen cholesterinbeeinträchtigte Krankheiten

Cholesterin spielt eine entscheidende Rolle bei den wichtigsten kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen, einschließlich einiger seltener genetischer Störungen, die einen veränderten Cholesterinstoffwechsel zeigen, wie z.B. Niemann-Pick Typ C. Cyclodextrine (CDs) haben aufgrund ihrer Fähigkeit, Cholesterin zu sequestrieren, eine vielversprechende therapeutische Wirksamkeit gezeigt. Die Verabreichung von monomeren CDs leidet jedoch aufgrund ihrer mangelnden Spezifität und ihrer schlechten Pharmakokinetik unter mehreren Nachteilen. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Funktionalisierung von CDs auf SPIONs eine attraktive theranostische Plattform darstellen könnte, um den cholesterinspaltenden Makrozyklus zu verbessern. Auf diese Weise könnten wir eine enorm verbesserte Therapie neurodegenerativer Erkrankungen erreichen. Solche CD-basierten SPIONs sind so konzipiert, dass sie auf das Lysosom abzielen, in dem die Cholesterin-Mopping-Aktivität am meisten erforderlich ist. Dieses Abgabesystem hat den Vorteil der selektiven Aufnahme, der intelligenten Freisetzung hoher CD-Konzentrationen und der Möglichkeit, die Aufnahme über den Nanopartikel-Kern zu verfolgen. Die Kombination von Targeting und Freisetzung stellt eine neuartige Möglichkeit dar, die Wirksamkeit der derzeitigen explorativen CD-basierten Therapien erheblich zu verbessern. Zusätzlichwird durch die Kopplungdes therapeutischen Wirkstoffs an einen superparamagnetischen Kern der therapeutische Ansatz mit der Magnetresonanztomographie in der Klinik kombiniert. Die erwarteten Ergebnisse dieses Projekts könnten auch zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen mit hoher sozialer Bedeutung wie Alzheimer und Parkinson beitragen. Die Forschung wird von Dr. Antonino Puglisi am Institut für biologisch inspirierte Materialien, BOKU, geleitet.

Cholesterin spielt eine entscheidende Rolle bei schweren kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen, einschließlich einiger seltener genetischer Störungen, die einen veränderten Cholesterinstoffwechsel zeigen. Cyclodextrine (CDs) - eine ringförmige Klasse von Molekülen - haben aufgrund ihrer Fähigkeit, Cholesterin zu binden und zu mobilisieren, vielversprechende therapeutische Wirksamkeit gezeigt. Die Verabreichung von CD leidet jedoch aufgrund ihres Mangels an Spezifität an mehreren Nachteilen. Gegenwärtig werden innovative pharmakologische Ansätze untersucht, um dem Cholesterin-Ungleichgewicht, insbesondere im Gehirn, entgegenzuwirken. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Modifikation von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPIONs) mit CDs eine attraktive Plattform darstellen könnte, um die Übertragung von CDs an das Gehirn zu verbessern und so eine verbesserte Therapie für neurodegenerative Erkrankungen zu erreichen. Die Nanopartikel wurden so gestaltet, dass die CDs gezielt im lysosomalen Kompartiment freigesetzt werden, um dann Cholesterin durch die Bildung eines Einschlusskomplexes ins Zytosol und darüber hinaus zu transportieren. Das System zeigte eine signifikant hohe Transportrate über die Blut-Hirn-Schranke, was darauf hindeutet, dass diese Nanoformulierung als therapeutischer Ansatz für durch Cholesterin beeinträchtigte Erkrankungen, die das Gehirn betreffen, vielversprechend sein könnte Die Kombination aus Targeting und Freisetzung stellt einen neuen Weg dar, die Wirksamkeit aktueller explorativer CD-basierter Therapien stark zu verbessern. Die erwarteten Ergebnisse dieses Projekts könnten auch zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen mit hohen sozialen Auswirkungen wie Alzheimer und Parkinson beitragen. Die Forschung wird von Dr. Antonino Puglisi am Institut für biologisch inspirierte Materialien, BOKU, geleitet.