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Nanopartikel gegen Asthma

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Wer unter Asthma leidet, muss meist dauerhaft Medikamente nehmen (Grafik: Nerthuz/iStock)
Wer unter allergischem Asthma leidet, der muss oft dauerhaft Medikamente nehmen. Doch nun könnten US-Forscher eine Methode entdeckt haben, um die Überreaktion der Immunabwehr dauerhaft zu stoppen. Ihre wichtigsten Helfer dabei sind hohle Nanopartikel aus einem Biopolymer. Werden diese Nanofähren mit dem auslösenden Allergen beladen und in die Blutbahn gebracht, führen sie zu einer Art „Reset“ des Immunsystems. Mäuse wurden dadurch anhaltend tolerant gegenüber dem zuvor asthmaauslösenden Allergen.

Verantwortlich für das allergische Asthma ist eine fehlgeleitete Reaktion der Immunabwehr. Kommt diese erstmals mit dem auslösenden Allergen in Kontakt, reagieren Zellen des Immunsystems auf diesen vermeintlich schädlichen Eindringling und produzieren große Mengen von Immunglobulin E. Diese IgE-Antikörper binden an die Oberfläche von speziellen Schleimhautzellen, beispielsweise der Bronchien, und wirken dort wie Wächter: Bei jedem weiteren Kontakt mit dem Allergen lösen sie nun eine allergische Reaktion aus. Es folgt der typische Asthmaanfall. Bisher bleibt den Betroffenen wenig Anderes übrig, als zu versuchen, das für sie auslösend wirkende Allergen, beispielsweise Hausstaub oder Pollen, so gut wie möglich zu meiden. Weil das jedoch oft nicht möglich ist, müssen Medikamente helfen, die überschießende Immunreaktion zu dämpfen. In einigen Fällen kann man allerdings mit Hilfe einer Hyposensibilisierung versuchen, die Immunabwehr langsam an das Allergen zu gewöhnen. Dafür wird der Patient langsam steigenden Dosen des Allergieauslösers ausgesetzt. Dies ist jedoch meist ein langwieriger, sich über Monate oder sogar Jahre hinziehender Prozess.

Charles Smarr von der Northwestern University in Chicago und seine Kollegen könnten nun eine sehr viel schnellere und langanhaltendere „Kur“ für Asthma gefunden haben: Nanopartikel. Für ihre Studie erzeugten sie zunächst spezielle, rund 500 Nanometer große, hohle Nanokügelchen aus dem Biopolymer Polylactid-co-Glycolid (PLGA). Dieses Material auf Milchsäurebasis kann im menschlichen Körper leicht abgebaut werden. In diesen Nanokugeln „versteckten“ die Forscher ein Allergen, im konkreten Versuch handelte es sich um ein in Eiern enthaltenes Protein. Das in den Nanokugeln eingeschlossene Allergen spritzten die Wissenschaftler nun Mäusen, die normalerweise auf jeden Kontakt mit diesem Allergen mit Asthma reagieren. Doch wegen des umschließenden Biopolymers wird das allergieauslösende Protein vom Körper zunächst nicht erkannt und von Fresszellen als harmlos aber lästig „aufgeräumt“. Erst in der Fresszelle zersetzt sich das Polymer und das Allergen wird frei. „Die Makrophage präsentiert nun das Allergen dem Immunsystem auf eine Weise die sagt: ‚Keine Sorge, dieses Molekül gehört hierher'“, erklärt Seniorautor Stephen Miller. „Als Folge beendet das Immunsystem seinen Kampf gegen das Allergen und versetzt sich wieder in den Normalzustand.“

Asthmaanfall bleibt aus

Im Versuch mit den Mäusen bedeutet dies konkret: Wenn die Tiere mit dem Nanopartikel vorbehandelt wurden, entwickelten sie eine anhaltende Toleranz gegenüber dem normalerweise asthmaauslösenden Allergen. Selbst wenn ihnen das Eiprotein in die Lunge gesprüht wurde, blieb der Asthmaanfall aus, wie die Forscher berichten. Diese Toleranz war auch physiologisch nachweisbar: „Die Behandlung mit den Nanopartikeln hemmte die allergische Sensibilisierung signifikant“, so Smarr und seine Kollegen. Die Menge der für dieses Allergen spezifischen IgE-Antikörper sank stark ab, die Entzündung der Atemwege klang ab und die an der Allergieauslösung beteiligten T-Helferzellen wurden weniger. „Unseres Wissens nach ist dies der erste Bericht für eine Toleranz-Induktion durch Allergen-tragende Nanopartikel“, konstatieren die Wissenschaftler. Noch sei zwar nicht klar, durch welche Mechanismen diese Toleranz erreicht wird. Doch die Versuche sprechen dafür, dass diese „Umpolung“ des Immunsystems durch die Nanopartikel langanhaltend und vielleicht sogar dauerhaft sein könnte.

„Unsere Ergebnisse repräsentieren einen neuen, sicheren und effektiven Weg, um Patienten mit lebensbedrohenden Allergien zu behandeln und potenziell sogar zu heilen“, sagt Miller. „Das könnte die bisherige lebenslange Therapie des allergischen Asthmas mit Medikamenten künftig unnötig machen.“ Zudem lässt sich die Behandlung mit den Nanopartikeln leicht an verschiedene Allergene und Allergietypen anpassen. „Es ist eine universelle Therapie“, erklärt Miller. „Je nachdem, welche Allergie man beseitigen möchte, kann man die Nanopartikel beispielsweise mit Erdnussprotein oder aber Beifußpollen beladen.“ Ein weiterer Vorteil: Die Biopolymer-Nanopartikel sind gut verträglich und werden demnächst bereits in klinischen Studien gegen Zöliakie und Autoimmunerkrankungen getestet, wie die Forscher berichten. Bis zu ihrem Einsatz gegen Asthma und Co müssen allerdings erst noch weitere Tierversuche durchgeführt werden. Doch Smarr und seine Kollegen sind zuversichtlich, dass solche Allergenfähren künftig ganz neue Möglichkeiten im Kampf gegen Allergien eröffnen könnten.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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