DNA-Nanopartikel als potentielle Medikamententräger zur Behandlung von Vorderabschnittserkrankungen am Auge

Abstract

Die Behandlung von Vorderabschnittserkrankungen am Auge erfolgt heute größtenteils mithilfe von Augentropfen. Probleme bereiten hier u.a. ein nur sehr kurzer Verbleib des Wirkstoffs am Wirkort, eine dadurch entstehende hohe Tropffrequenz und eine hieraus oft resultierende reduzierte Compliance. Man ist daher auf der Suche nach neuen Medikamententrägersystemen, welche die Halbwertszeit an der Augenoberfläche verlängern können. Nanopartikel (NPs) sind hier eine vielversprechende Variante. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene neu entwickelte Konformationen von DNA-Nanopartikeln untersucht, welche als Medikamententräger für die topische Medikamentenapplikation dienen können. Sie zeigten sowohl in vitro als auch in vivo eine deutlich verlängerte Retentionsszeit an der Cornea im Vergleich zur Kontrolle. Durch Modifikation der Länge des DNA-Strangs und der Anzahl an lipidmodifizierten Basen kann die Halbwertszeit gesteuert werden. Als best-adhärenter Nanopartikel konnte die Konformation U4T-12 identifiziert werden. Das beste Lösungsmittel war TAE-Puffer, welcher ein Verschwommensehen vermeiden sollte. Toxizitätsuntersuchungen an verschiedenen okulären Zellinien zeigten keine relevante Toxizität für U4T-12. Eine mögliche Weiterentwicklung mit Antibiotikabeladung zeigte ebenfalls eine deutlich verlängerte Adhäsion an der Cornea sowohl in vitro als auch in vivo. In E.-coli-Kulturversuchen zeigte sich eine signifikante Reduktion des Bakterienwachstums, was eine Wirksamkeit des Medikaments im NP-Medikamentenkomplex beweist. Im Vergleich zu anderen Nanomaterialien als Medikamententrägersystem ist eine Anpassung an das jeweilige gewünschte Medikament wenig aufwendig. Die Halbwertszeit an der Corneaoberfläche kann deutlich verlängert werden, wodurch zukünftig eine niedrigere Tropffrequenz, ggf. eine Reduktion der Medikamentenkonzentration und eine erhöhte Compliance erreicht werden kann. Eine Kopplung an mögliche weitere Medikamente muss noch weiterführend untersucht werden. Insgesamt ist jedoch ein breites Anwendungsspektrum denkbar. Ein breitgefächerter Einsatz bei vielen Erkrankungen, welche einer Applikation von Augentropfen bedürfen, ist denkbar - von der einfachen Konjunktivitis über entzündliche Augenerkrankungen bis hin zum Glaukom.