Medizinische Wirkstoffe werden üblicherweise über das Blut im Körper verteilt, entweder direkt durch Injektion in die Blutbahn oder indirekt, beispielsweise über den Verdauungstrakt nach oraler Einnahme. Bei vielen Erkrankungen, etwa des zentralen Nervensystems, ist es jedoch entscheidend, den Wirkstoff möglichst effizient an den gewünschten Wirkort zu transportieren.
Ein Beispiel hierfür ist die Behandlung von Multipler Sklerose, bei der die Pharmazeutika ihre Wirkung vor allem im Zentralnervensystem entfalten müssen. Dieses ist jedoch aufgrund spezieller Schutzmechanismen wie der Blut-Hirn-Schranke auf dem üblichen Weg über das Blut besonders schwer zu erreichen.
Durch die Nase direkt ins Gehirn
Zum Projektauftakt traf sich das N2B-Konsortium am Fraunhofer IGB in Stuttgart. © Fraunhofer IGBDas Fraunhofer IGB beteiligt sich daher im Rahmen des EU-geförderten Verbundprojektes „N2B-patch" an der Entwicklung einer medizinischen Therapieform zur Wirkstoffverabreichung über die Regio olfactoria.
Dieser alternative Ansatz sieht vor, es einem Wirkstoff zu ermöglichen, den Weg über das Blut zu umgehen und direkt ins Gehirn zu gelangen. Denn das Gehirn mit der umgebenden Flüssigkeit ist an dieser Stelle nur durch das Siebbein und einige Zellschichten von der Nasenhöhle getrennt.
Der Wirkstoff kann diese Barriere einfach durchdringen und das Gehirn auf kurzem Wege direkt erreichen. Das therapeutische System soll einerseits aus dem Wirkstoff selbst bestehen, aus einer den Wirkstoff enthaltenden Formulierung, einem Hydrogel als Trägermaterial für die Formulierung, sowie dem passenden Applikator zum Einsetzen des Gelpflasters (Patch) in die Nase. Bei dem Wirkstoff handelt es sich um ein Biomolekül, welches die Regenerierung von Nervenzellen anregt.
Innerhalb des Projektes konzentrieren sich die Wissenschaftler des Fraunhofer IGB auf die Formulierung der Partikel, die den Wirkstoff enthalten, und das Einbringen dieser in das Gel. Um das Gel dann in die Nase einzuführen, entwickelt das Projektkonsortium einen speziellen Applikator. Das Gerät ist eine Kombination aus einem handelsüblichen Endoskop und einem speziellen Mischsystem. Letzteres ist notwendig, da der Wirkort schlecht zu erreichen ist und ein bereits verfestigtes Gel nicht an der vorgesehenen Stelle platziert werden könnte.
EU fördert Nose2Brain-Projekt
Die flüssigen Grundstoffe des Gels müssen daher separat zum olfaktorischen Epithel im Inneren der Nase transportiert werden. Erst dort sollen sich die einzelnen Komponenten vernetzen und ein Gel mit der benötigten Konsistenz bilden, damit das Patch auch zuverlässig haften bleibt. Da die Regio olfactoria schwer zu erreichen ist, soll die Applikation des Gel-Patches von einem Arzt durchgeführt werden, nicht durch den Patienten selbst.
Die Freisetzung des enthaltenen Wirkstoffes wird dann über einen längeren Zeitraum hinweg erfolgen und das Patch muss danach nicht wieder entfernt werden. Für die langfristige Behandlung wird dann einfach ein neues eingeführt. Das Projekt N2B-patch wird im Rahmen der Ausschreibung „Biomaterials for diagnosis and treatment of demyelination disorders of the Central Nervous System" von der EU finanziell gefördert.
Insgesamt beteiligen sich elf Projektpartner aus der Forschung und der Industrie. Das Projekt ist auf vier Jahre ausgelegt und wird Ende 2020 seinen Abschluss finden. Die Beteiligten forschen vor allem mit Blick auf die Behandlung von Multipler Sklerose, doch sie hoffen auch darauf, weitere Anwendungsfelder für die N2B-Plattform erschließen zu können.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
