Lipid-DNA Nanopartikel als neuartige Medikamententräger für die Behandlung retinaler Erkrankungen

Abstract

Drug Delivery in die Region des hinteren Augensegments stellt die Augenheilkunde vor eklatante Schwierigkeiten. Krankheitsbilder wie die altersbedingte Makuladegeneration, das diabetische Makulaödem und der retinale Venenverschluss sind immer noch schwer behandelbar und die Therapien meist mit Nebenwirkungen verbunden. Derzeitige Therapieoptionen, wie beispielsweise intravitreale Injektionen oder die topische Anwendung der Wirkstoffe führen zu sehr kurzweiliger Präsenz der Medikation im Auge und somit nur zu unzufriedenstellender Effektivität. Wünschenswert wäre eine Verlängerung der Wirksamkeit lokaler Behandlungen und eine Minimierung der Nebenwirkungen. Nanopartikel, aufgebaut aus DNA-Mizellen bieten hier eine vielversprechende Plattformtechnologie. Die erfolgreiche Retention des Nanopartikels im Glaskörper eines ex-vivo Schweineaugenmodells wurde demonstriert, was eine verlängerte Wirkstofffreigabe verspricht. Weiterhin zeigt die neue Plattformtechnik exzellente Bindungseigenschaften für das retinale Gewebe, ebenfalls im ex-vivo Modell verifiziert. Sowohl die längere Retention als auch die Adhäsion zur Retina wurde bei verschiedenen getesteten Nanopartikeln beobachtet. Besonders fielen hierbei U4T-12 und U6T-18 durch überlegene Eigenschaften in den ex-vivo Experimenten auf (das „U“ mit nachfolgender Ziffer steht für die Anzahl an lipidmodifizierten Desoxyuridinbasen, welche am 5‘-Terminus „T“ der Nukleotidabfolge des DNA Nanopartikels angeordnet sind; die zweite Zahl im Bezeichnungscode steht für die Gesamtzahl an Nukleotiden des Nanopartikel), was sie für nachfolgende in-vivo Untersuchungen qualifizierte. Bis zu drei Tage nach der Applikation zeigte sich effektive Retention und bis zu fünf Tage danach waren Nanopartikel nachweisbar. Zur Untersuchung verschiedener Applikationsmethoden wurden beide priorisierten Nanopartikel auch in das periokuläre Gewebe lebender Ratten mittels subkonjunktivaler Injektion eingebracht. Die Retention war hier noch deutlicher in Form von Ansammlungen auf der Außenseite der Sklera zu beobachten. Zusammenfassend waren wir in der Lage zu zeigen, dass an Nanopartikel gebundene Medikamentendepots zu suffizienten intraokularen Wirkstoffkonzentrationen für mehrere Tage führen können um somit ggf. intravitreale Injektionen zu minimieren oder bei kleineren Wirkstoffmolekülen überhaupt erst zu ermöglichen. Diese vielversprechenden Ergebnisse laden zu weiteren Untersuchungen ein um die lipid-modifizierten DNA Nanopartikel als Drug Delivery System für das hintere Segment des Auges zu etablieren.