Gezielter Wirkstofftransport

Impfen über die Haut

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Querschnitt einer Langerhans Zelle, mit grün eingefärbter Membran. Ins Zellinnere aufgenommene Liposomen sind rot dargestellt (Bild: Langerhans Zellforschung Labor, Med. Uni Innsbruck)
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Forscher entwickeln Nanopartikel, die von speziellen Zellen der Haut aufgenommen werden können, welche die Immunantwort koordinieren. Damit könnte gezielt ein Impfstoff oder Medikament in diese Zellen eingebracht und eine kontrollierte Immunantwort erreicht werden.

Die Haut ist ein attraktiver Ort für die Applikation vieler Medikamente, die das Immunsystem beeinflussen: Die geeigneten Zielzellen liegen in der Haut nur wenige Mikrometer unter ihrer Oberfläche. Die so genannten Langerhans-Zellen befinden sich in dieser obersten Hautschicht, der Epidermis. Diese Zellen können nach lokaler Anwendung eines Wirkstoffs zu einer Reaktion im gesamten Körper der Patienten führen.

Langerhans Zellen – Experten der Keimabwehr

Für die Entwicklung eines gezielten Wirkstofftransports, der die Medikamente direkt an Langerhans-Zellen liefert, macht man sich deren natürliche Funktion zunutze: Als professionelle, Antigen-präsentierende Zellen erkennen sie Erreger, nehmen diese auf und präsentieren Bestandteile dieser Pathogene an die Effektorzellen des Immunsystems, die T-Zellen. Für die Erkennung und Aufnahme verwenden die Langerhans-Zellen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die die Umgebung nach Pathogenen durchsuchen. Erreger werden so anhand von Zuckerstrukturen erkannt, die sie auf ihrer Oberfläche tragen. Das Protein Langerin ist ein solcher Rezeptor und dient der Erkennung von Viren und Bakterien. Die spezifische Expression des Langerins auf Langerhans-Zellen erlaubt einen gezielten Transport von Therapeutika und minimiert gleichzeitig Nebenwirkungen.

Neue Impfstoffe sind möglich

Dem Forscherteam um Dr. Christoph Rademacher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam gelang es nun, eine synthetische, zuckerähnliche Substanz zu entwickeln, die spezifisch an Langerin auf der Oberfläche von Langerhans-Zellen bindet. In Zusammenarbeit mit einem Team des Labors für Langerhans-Zellforschung der Medizinischen Universität Innsbruck entwickelten sie Nanopartikel, die durch diese Wechselwirkung in Langerhans-Zellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können.

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

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.9b00093

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