Impfen über die Haut: Nanopartikel koordinieren gezielten Wirkstofftransport

1. Kernbotschaft Impfen über die Haut:

Forschenden am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung ist es gelungen Nanopartikel so weiterzuentwickeln, dass sie von speziellen Zellen der menschlichen Haut, den Langerhans-Zellen, aufgenommen werden können. Mit dieser neuen Technologieplattform können nun gezielt Wirkstoffe, zum Beispiel Impfstoffe oder Medikamente, über die Haut transportiert werden, um eine kontrollierte Immunantwort zu erreichen.

Hintergrund

Die Entwicklung neuer Impfstoffe durch weiterentwickelte Technologieplattformen ist eine Herausforderung in der Medizin. Dabei ist die Haut ein besonders attraktiver Ort für die Applikation vieler Medikamente, die das Immunsystem beeinflussen. Insbesondere Langerhans-Zellen, die sich in der obersten Hautschicht befinden, lösen nach lokaler Wirkstoffanwendung eine gezielte Immunantwort aus.

Dabei nutzen die Zellen die Erkennung von Zuckerstrukturen auf der Oberfläche von Erregern mittels Rezeptoren. Langerin, ein Protein aus der Familie der C-Typ Lektine, ist ein solcher Rezeptor auf Langerhans-Zellen und dient der Erkennung von Viren und Bakterien. Die spezifische Expression des Langerins auf Langerhans-Zellen erlaubt einen gezielten Transport von Therapeutika, und gleichzeitig Nebenwirkungen zu minimieren.

Entwicklung einer Technologieplattform

Den Forschenden ist es gelungen eine synthetische, zuckerähnliche Substanz zu entwickeln, die spezifisch an Langerin auf der Oberfläche von Langerhans-Zellen bindet. In Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Innsbruck wurden so Nanopartikel entwickelt, die durch diese Wechselwirkung über die menschliche Haut aufgenommen werden können.

Damit legen die Forschenden den Grundstein um z.B. Impfstoffe direkt über die Haut genau an die Immunzellen auszuliefern, die später für die Aktivierung des Immunsystems des ganzen Körpers verantwortlich sind. Auf dieser Basis lassen sich in Zukunft möglicherweise neuartige Impfstoffe gegen Infektionen oder auch Immuntherapien zur Behandlung von Krebs oder Autoimmunerkrankungen entwickeln.

Klinische Studien werden nun zeigen, ob die Technologieplattform zur Anwendung gebracht werden kann.
Finanzierung: DFG, Max Planck Gesellschaft, Wissenschaftsfonds (Österreich), Niederländische Wissenschaftsorganisation


Chip statt Spritze: Schmerzloses Impfen ohne Nadel

Kernbotschaft

Australische Wissenschaftler haben einen Chip entwickelt, mit dem künftig das Impfen ohne Nadel möglich sein soll. Da außerdem keine Kühlkette für den Impfstoff benötigt werde, könnten auch die Kosten mit der neuen Methode deutlich gesenkt werden. Dies berichtet der Australisch-Neuseeländische Hochschulverbund und bezieht sich dabei auf eine Studie der Universität Sydney.

Hintergrund

Impfungen gehören zu den wichtigsten Errungenschaften der Medizin. Doch immer wieder meiden Menschen mit einer Spritzen-Phobie die Prozedur aus Angst vor dem Pieks. Aber auch die Notwendigkeit einer lückenlosen Kühlung der Vakkzine bei Transport und Lagerung bedeutet einen hohen logistischen und kostenintensiven Aufwand.

Ergebnisse

Wie der Australisch-Neuseeländische Hochschulverbund in einer gemeinsamen Mitteilung mit dem Institut Ranke-Heinemann berichtet, testen Forscher der Universität Sydney derzeit die

  • Akzeptanz von Ärzten und Patienten und bewerten den
  • Kosten-Nutzen-Faktor eines Chips oder auch „Micro-projection Array Patch“, der ein schmerzfreies Impfen ohne Nadel ermöglicht.

Der Patch ist nur einen Quadratzentimeter groß und damit kleiner als eine Briefmarke.

Er besteht aus biomedizinischem Polymer-Material, in dem 5.000 in Impfstoff gehüllte Mikro-Projektionen eingebettet sind.

  • Diese können die äußere Hautschicht passieren und+
  • die Impfstoffe zu den Hautzellen transportieren.
  • Der Patch muss nicht gekühlt werden und
  • wird mit Hilfe eines Wegwerfapplikators auf der Haut angebracht.

Klinische Bedeutung

„Impfstoffe mithilfe dieser Technologie bereitzustellen, ist sehr viel günstiger und einfacher als flüssige Impfstoffe, die kühl gelagert werden müssen“, erklärte Entwickler Cristyn Davies von der Universität Sydney. Dies wäre ein entscheidender Vorteil in abgelegenen Gebieten, so auch in Entwicklungsländern, wo die Verfügbarkeit von Kühlschränken für die Impfstoffe nicht immer gegeben ist.

Zusätzlich könnte der Chip auch dafür sorgen, dass die Impfrate steigt. So gaben mindestens zehn Prozent der von den Wissenschaftlern Befragten an, eine Grippe-Impfung zu vermeiden, da sie sich vor der Nadel fürchten. Zudem schätzt die Weltgesundheitsorganisation, dass pro Jahr etwa 1,3 Millionen Todesfälle auf Verletzungen durch die Nadel und eine dadurch entstandene Kontaminierung zurückzuführen sind, heißt es in der Mitteilung.

Der Patch wird von dem australischen Unternehmen Vaxxas vermarktet.

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