Magnetit Nanocarrier

Die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) ist ein modernes bildgebendes Diagnoseverfahren, das in der Medizin vielfältig eingesetzt wird. Die Vorteile des MRT-Verfahrens sind zum einen, dass zur Erzeugung der Bilder keine Röntgenstrahlung gebraucht wird, zum anderen lassen sich ohne einen Eingriff in den Körper computergestützt Schnittbilder erzeugen, die den Körper oder einzelne Organe aus jedem beliebigen Winkel darstellen.

Bei Einführung der MRT in die medizinische Diagnostik schien zuerst die Anwendung von Kontrastmitteln nicht nötig zu sein. Es zeigte sich aber, dass durch geeignete Kontrastmittel die Aussagekraft der MRT-Bilder um ein Vielfaches gesteigert wird. Die Entwicklung von MRT-Kontrastmitteln auf Basis von Eisenoxiden (Magnetit, Maghemit) haben zum Beispiel zu entscheidenden Verbesserungen in der Diagnose und Behandlung von Tumoren geführt. Diese Kontrastmittel sind gut verträglich und ermöglichen eine deutliche Darstellung von Metastasen in der Leber.

Nachteilig wirkt sich aber aus, dass das Anwendungsspektrum der bisher entwickelten eisenoxidhaltigen MRT-Kontrastmittel sehr eng ist. Sie werden fast vollständig von Zellen des retikuloendothelialen Systems (RES) der Leber aufgenommen und eignen sich somit nur für die Unterscheidung von gesunden Leberzellen und Lebermetastasen.

Die Entwicklung neuer organspezifischer MRT-Kontrastmittel stellt einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklung der Diagnose und Therapie vieler Krankheiten dar. Für die erfolgreiche Entwicklung organspezifischer MRT-Kontrastmittel ist es unerlässlich, ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Kontrastmittels und dessen Verhalten im menschlichen Körper (in vivo) zu bekommen.

Ziel des Projektes "Nanocarrier für die medizinische Diagnose und Therapie" ist es deshalb, durch Grundlagenforschung an einem einfachen MRT-Kontrastmittel-System die Wechselwirkungen zwischen den physikalisch-chemischen Eigenschaften des untersuchten Systems und dessen in vivo-Verhalten aufzuklären und damit die gezielte Entwicklung organspezifischer MRT-Kontrastmittel zu ermöglichen.

Das dabei untersuchte MRT-Kontrastmittel besteht aus Eisenoxidpartikeln (Magnetit, Maghemit) im unteren Nanometerbereich, die mit unterschiedlichen Polymeren/Polyelektrolyten beschichtet werden. Die verwendeten Polymere/Polyelektrolyte unterscheiden sich dabei systematisch in ihrer Ladung, Ladungsdichte und Struktur. Durch in vitro-Tests (Zellkulturen) und in vivo-Untersuchungen (Ratte) und eine physikalisch-chemische Charakterisierung der beschichteten Partikel soll der Einfluss der Partikeleigenschaften auf die Verweilzeit der Partikel im Blutkreislauf und die Organverteilung bestimmt werden. Zusätzlich zur Entwicklung organspezifischer MRT-Kontrastmittel soll die Möglichkeit der Arzneimittelinkorporation in diese Kontrastmittel untersucht werden. Ein arzneistoffhaltiges organspezifisches Kontrastmittel könnte Diagnose und Therapie einer Krankheit in einem Schritt miteinander verknüpfen und durch eine spezifische Anreicherung des Arzneistoffs am Zielorgan mögliche Nebenwirkungen der Therapie auf den Körper verringern.