Nanopartikel machen Impfungen über die Haut möglich

Querschnitt einer Langerhanszelle, deren Membran grün eingefärbt wurde (Marker CD1a). Liposomen die ins Zellinnere aufgenommen wurden, sind hier rot dargestellt. /Langerhans-Zellforschungs-Labor an der Medizinischen Universität Innsbruck

Potsdam – Wissenschaftler des Max-Planck-Institut (MPI) für Kolloid- und Grenz­flä­chenforschung in Potsdam haben Nanopartikel so weiterentwickelt, dass Immunzellen der Haut – die Langerhanszellen – diese aufnehmen können. Die Zellen befinden sich in dieser obersten Hautschicht, der Epidermis.

Mit der Technologie könnten in Zukunft Wirkstoffe in Langerhanszellen eingebracht werden, um eine kontrollierte Immunantwort des gesamten Körpers zu erreichen, be­richten die Forscher in der Zeitschrift ACS Central Science der American Chemical Society (2019; doi: 10.1021/acscentsci.9b00093).

Ausgangspunkt der Arbeit waren die Forschungen von Ralph Steinman (Nobelpreis 2011) und anderer Wissenschaftler, die das Potenzial der dendritischen Zellen zeig­ten. Zu diesen gehören auch die Langerhanszellen.

Für die Entwicklung eines gezielten Wirkstofftransports, der Medikamente direkt an Langerhanszellen liefert, machten sich die Forscher deren natürliche Funktion zu­nutze: Als antigenpräsentierende Zellen erkennen sie Erreger, nehmen diese auf und präsentieren Bestandteile dieser Pathogene an Effektorzellen des Immunsystems, die T-Zellen.

Für die Erkennung und Aufnahme verwenden die Langerhanszellen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die die Umgebung nach Pathogenen durchsuchen. Erreger werden so anhand von Zuckerstrukturen erkannt, die sie auf ihrer Oberfläche tragen. Lange­rin, ein Protein aus der Familie der C-Typ-Lektine, ist ein solcher Rezeptor auf Langer­hanszellen und dient der Erkennung von Viren und Bakterien.

Ein Forscherteam um Christoph Rademacher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung gelang es, eine synthetische, zuckerähnliche Substanz zu ent­wickeln, die spezifisch an Langerin auf der Oberfläche von Langerhanszellen bindet.

Basierend darauf entwickelten die Forscher zusammen mit einem wissenschaftlichen Team des Labors für Langerhans-Zellforschung der Medizinischen Universität Inns­bruck Nanopartikel, die durch diese Wechselwirkung in Langerhanszellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können.

Zusammen konnten die beiden Gruppen zeigen, dass die spezifische Aufnahme der Partikel selbst in der komplexen Umgebung menschlicher Hautzellen aufrechterhalten bleibt. Zum Einsatz kamen dabei Methoden der Durchflusszytometrie und der konfo­kalen Mikroskopie.

„Diese Partikel stellen nun möglicherweise eine allgemein anwendbare Plattform dar, mittels derer die Forschenden am MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Zu­kunft an der Entwicklung von neuartigen Impfstoffen arbeiten können“, hieß es aus der Arbeitsgruppe. © hil/aerzteblatt.de