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09.11.2009

Bei einer schweren Rückenmarksverletzung wird die Kommunikation zwischen dem Gehirn und den Nerven unterhalb der Verletzung unterbrochen. Was bleibt, ist eine Lähmung aller Muskeln, die von diesen Nerven gesteuert werden. Eine Heilung war bisher unmöglich, da zerstörte Nervenfasern im Gehirn und im Rückenmark nicht mehr nachwachsen.

Forscher auf der ganzen Welt versuchen, diese Hürde zu überwinden. Bisher haben sie etwa versucht, die Verknüpfung von Nervenzellen mit Hilfe von speziellen Wirkstoffen und Stromschlägen zu stimulieren. Auch in die Therapie mit Stammzellen wird große Hoffnung gelegt. Ein neuer Ansatz ist die Nanomedizin. Wie Yunzhou Shi von der Purdue University in West Lafayette (US-Bundesstaat Indiana) und seine Kollegen im Fachmagazin "Nature Nanotechnology" berichten, könnte eine Infusion mit Nanopartikeln Menschen mit Rückenmarksverletzungen dabei helfen, ihre Beweglichkeit zurückzuerlangen.

Die Forscher haben den Einfluss sogenannter Copolymer-Mizellen auf beschädigte Nervenzellen untersucht. Diese Nanopartikel wurden in Versuchen bereits als Medikamentenfähren genutzt, um Wirkstoffe in eine Zielregion des Körpers zu leiten - beispielsweise an die Stelle, an der ein Tumor wächst.

Fähre ohne Ladung

Dass die kleinen Transporteure noch mehr können, fanden die Forscher heraus, als sie querschnittsgelähmten Ratten Copolymer-Mizellen ohne Medikamente an Bord injizierten. Das Ergebnis: Die Nanopartikel steigerten die Regeneration der beschädigten Nervenzellen erheblich. Die Ratten gewannen die Kontrolle über ihre Gliedmaßen wieder zurück. Zu schädlichen Nebenwirkungen sei es nicht gekommen.

Auf die Idee, die Mizellen selbst als Heilsubstanz zu benutzen, kamen die Forscher, weil die Hülle der Transportvehikel aus Polyethylenglykol, kurz PEG, besteht. Dieses Polymer wird bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen bereits eingesetzt, um die kaputten Nervenverbindungen mit einer Art Brückensubstanz zu versorgen. PEG kann den Spalt zwischen den verletzten Nervenzellen abdichten und als Stütze beim Zusammenwachsen dienen. Shi und seine Kollegen untersuchten, inwieweit PEG in seiner herkömmlichen Form oder aber in Form der Nano-Mizelle die Heilung der Nervenzellen beeinflusst. In den Laborversuchen stieg die Regenerationsrate der Nervenzellen auf mehr als 60 Prozent, wenn die Copolymer-Mizellen hinzugegeben wurden. Ohne sie wurden lediglich 18 Prozent erreicht.

Zu klein für Leber und Nieren

In einem zweiten Experiment untersuchten die Forscher Ratten, die aufgrund von Rückenmarksschäden ihre Glieder nicht bewegen konnten. Sie injizierten den Tieren entweder die herkömmliche Kittsubstanz oder die Nanopartikel. Die Ratten, denen die Nanopartikel gespritzt worden waren, konnten ihre Beine anschließend wieder bewegen. Dieser Erfolg ist vermutlich auf die geringe Größe der Partikel zurückzuführen: Sie sind so klein, dass sie nicht von Leber und Nieren aus dem Blut gefiltert werden. "Daher benötigt man, wenn man Mizellen benutzt, gerade mal ein Hunderttausendstel der regulären Polyethylenglykol-Konzentration", erklärt Ji-Xin Cheng, einer der Co-Autoren der Studie.

Der Einsatz von Nanopartikeln als Medikamentenfähren wird bereits seit rund 30 Jahren erforscht. Die Mizellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie zwei Polymer-Typen vereinen: einen wasseranziehenden und einen wasserabstoßenden. In wässriger Umgebung organisieren sich die Moleküle so, dass der wasserabstoßende Teil nach innen zeigt. Die einzelnen Moleküle schließen sich zu winzigen Kugeln zusammen, deren Inneres mit einem Wirkstoff beladen wird.