Neues Forschungsprojekt zum sicheren Einsatz von Nanopartikeln in der Diagnostik gestartet
Viele Materialien nutzen heute die besonderen Eigenschaften von Nanopartikeln und sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Durch die immer größere Zahl von Anwendungen muss bei diesen Materialien die Produkt- und Anwendersicherheit besonders beachtet werden. Dies gilt vor allem für den medizinischen Bereich. Hier werden diese Materialien beispielsweise verwendet, um Wirkstoffe punktgenau an den gewünschten Ort zu bringen und so die Nebenwirkungen von Medikamenten zu verringern. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Nanopartikel nicht ihrerseits den menschlichen Organismus belasten. Dies gilt insbesondere dann, wenn Nanopartikel in der Diagnostik eingesetzt werden. Genau diesem Feld widmet sich das neue Forschungsprojekt „NanoKon“, das am 28. Oktober in Saarbrücken mit einem Auftakttreffen gestartet wurde.
Das „NanoKon“-Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung innerhalb der Fördermaßnahme „NanoCare“ mit 2,2 Millionen Euro für drei Jahre gefördert. An dem Forschungsvorhaben sind die Universität des Saarlandes, die Universität Mainz, das Leibniz-Institut für neue Materialien gGmbH (INM) sowie zwei Ausgründungen des Forschungsinstituts, die sarastro GmbH und die Nanogate AG, beteiligt. Die neun Forschergruppen wollen Sicherheitsvorschriften und Tests für den Einsatz von Nanopartikel in der Medizin entwickeln. Dies soll am Beispiel von neuartigen Kontrastmitteln für Untersuchungen am Magen- und Darmtrakt erforscht werden, die von den am Projekt beteiligten Unternehmen entwickelt werden. Der Vorteil des neuartigen Materials liegt darin, dass es die Abbildungen sowohl in der Röntgendiagnostik als auch in der Kernspintomographie verbessern kann. Für den Patienten bedeutet dies, dass er nur noch einmal ein solches Mittel einnehmen muss, wenn der Radiologe ihn untersucht. Im neuen Forschungsprojekt soll jetzt mit umfangreichen Untersuchungen die Sicherheit der Partikel bewertet werden. Besonders großen Wert legen die Forscher auf solche Tests, die die Auswirkungen nanoskaliger Kontrastmittel auf den Darmtrakt des Menschen systematisch erfassen und bewerten.
In den vergangenen Jahren haben bildgebende Verfahren zu ganz wesentlichen Fortschritten in der medizinischen Diagnostik geführt. Eine detailreiche Darstellung des Körpers wird bei Verfahren wie der Kernspin- oder Computertomographie aber erst durch Kontrastmittel möglich gemacht. Deren Weiterentwicklung soll die Verfahren schonender, sicherer und empfindlicher machen. Vielversprechend sind neuartige Nanopartikel auf Basis von Metallverbindungen. Ihre Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen müssen jedoch vor ihrer Anwendung systematisch und mit großem Aufwand untersucht und bewertet werden.
In „NanoKon“ wird erforscht, wie sich die winzigen Teilchen sowohl im ganzen Organismus als auch in einzelnen Zellen verhalten und ob sie dabei Schäden hervorrufen. Hochauflösende mikroskopische und tomographische Verfahren zeigen zum Beispiel, wie sich die Partikel im Körper und einzelnen Zellen verteilen. Biochemische Methoden geben darüber Auskunft, ob und wie einzelne Zellen auf die Anwesenheit der Partikel reagieren. Auf der Basis der so ermittelten Ergebnisse, werden Computersimulationen erstellt, die zukünftig die Vorhersage von Wechselwirkungen zwischen Nanopartikeln und Zellen ermöglichen. Ein Ziel der Wissenschaftler ist es, Kriterien zu definieren, mit denen generell bewertet werden kann, wie sich Nanopartikel auf den menschlichen Körper, insbesondere im Darmtrakt, auswirken. Dies soll zu einem die Sicherheit des neuen Kontrastmittels gewährleisten und zum anderen generell zu einem sicheren und verantwortungsvollen Einsatz von Nanopartikeln in der biomedizinischen Anwendung beitragen.
In dem fächerübergreifend angelegten Forschungsprojekt werden Mediziner, Pharmazeuten, Biologen, Chemiker und Physiker der beiden Universitäten, des INM und der beiden Firmen eng zusammenarbeiten. „Damit ist das Projekt ein gutes Beispiel für unsere neue Ausrichtung: Wir verstehen uns als Mittler zwischen der wissenschaftlichen Grundlagenforschung an den Universitäten und der anwendungsorientierten Forschung, bei der wir mit ausgegründeten Firmen und der Industrie zusammenarbeiten“, sagt Professor Eduard Arzt, wissenschaftlicher Geschäftsführer des INM. Auch aus Sicht von Professor Ludger Santen spielt das INM eine Schlüsselrolle: „Das Institut für neue Materialien hat es unter der neuen wissenschaftlichen Leitung in bemerkenswert kurzer Zeit geschafft, den Schritt vom Anbieter für Spitzentechnologie hin zum Forschungsinstitut mit exzellenter Grundlagenforschung zu vollziehen. Projekte wie „NanoKon“ unterstreichen, dass diese Neuorientierung nicht nur für grundlagenorientierte Wissenschaftler, sondern auch für Firmen mit hohem Innovationspotenzial neue Perspektiven eröffnet.“
Von Seiten der Universität des Saarlandes sind Alexandra K. Kiemer, Professorin für pharmazeutische Biologie, Arno Bücker, Professor für diagnostische und interventionelle Radiologie, Michael Menger, Professor für klinisch-experimentelle Chirurgie und Ludger Santen, Professor für theoretische Physik, beteiligt. Partner der Universität Mainz sind Proessor Roland Stauber, Leiter der Arbeitsgruppe Molekulare und Zelluläre Onkologie und Professor C. James Kirkpatrick des Instituts für Pathologie. Das INM ist durch die promovierte Biologin Annette Kraegeloh, Leiterin der Gruppe „Nano Zell Interaktionen“, beteiligt. Die beiden im Saarland ansässigen Firmen Nanogate AG und Sarastro GmbH spielen eine tragende Rolle in dem Projekt. Der Mediziner Dr. Rainer Hanselmann, einer der beiden Geschäftsführer der sarastro GmbH, hat gemeinsam mit Frau Dr. Kraegeloh die Koordination des Projekts übernommen.
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Die Diagnostik ist das Herzstück der modernen Medizin und bildet in der Biotech- und Pharmabranche eine entscheidende Schnittstelle zwischen Forschung und Patientenversorgung. Sie ermöglicht nicht nur die frühzeitige Erkennung und Überwachung von Krankheiten, sondern spielt auch eine zentrale Rolle bei der individualisierten Medizin, indem sie gezielte Therapien basierend auf der genetischen und molekularen Signatur eines Individuums ermöglicht.
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