Ergebnisbericht 2010/11 - Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

38 BERICHTE AUS DER FORSCHUNG | Neuartige Nanopartikel setzen Impfstoffe frei
Eine Reihe dieser permeabilitätsverbessernden Methoden
wurde außerdem zusammen mit innovativen Formulierungen
von Vakzinen getestet, um eine zusätzliche Verbesserung
der Immunantwort zu erzielen, das Risiko für das
Auftreten von Nebenwirkungen zu minimieren und die
applizierten Dosen senken zu können. Verschiedene Transportvehikel
wie beispielsweise Liposomen, Transferosomen,
Nano- und Mikropartikel, sowie virale Vektoren wurden bereits
im Mäuseversuch getestet. 2 Es konnte gezeigt werden,
dass Mikropartikel mit einer Größe von weniger als 5 μm in
eine Vielzahl von phagozytoseaktiven Zellen aufgenommen
werden. 10 Für den Einsatz kleinerer Partikel, deren Größen
im Submikrometerbereich liegt, liegen – abhängig von
Art der Partikel, Art des Antigens, Applikationsroute und
Studienendpunkt – widersprüchliche Ergebnisse hinsichtlich
ihrer Aufnahme durch APZ vor. Es gibt Hinweise, dass
Nanopartikel vermehrt in APZ aufgenommen werden, was
vermuten lässt, dass sie besser für die Induktion einer
Immunantwort geeignet sind als Mikropartikel. 11 Zusätzlich
wurde gezeigt, dass die Partikelgröße die ausgelöste Immunreaktion
beeinfl ussen kann. Viruspartikel induzierten
sowohl eine IFN-γ als auch eine zellbasierte Typ-1-Reaktion,
wohingegen größere Partikel eher für eine Typ-2-Reaktion
verantwortlich waren. 12
Abb. 3. Überlagerung einer Transmissions- und einer
Fluoreszenzaufnahme eines Querschnitts durch Haut vom
Schweineohr. Auf das Ohr wurden zuvor fl uoreszenzmarkierte
Nanopartikel (ca. 500 nm, grün) aufgetragen. Diese sammeln
sich in der Öffnung eines Haarfollikels an. Foto: HZI
Es bleibt festzuhalten, dass Strategien zur transdermalen
Vakzinierung, bei denen die Barrierefunktion der Haut für
eine signifi kante Zeit herabgesetzt wird, problematisch bleiben,
da hiermit Eintrittspforten für Pathogene geschaffen
werden. Dadurch sind diese Methoden ungeeignet für eine
Anwendung in Ländern mit problematischen hygienischen
Bedingungen. Gleichzeitig müssen sichere Alternativen verstärkt
erforscht werden, bei denen die Hornschicht der Haut
intakt bleibt. Hier scheint der Weg über die Hautanhangsgebilde,
insbesondere die Haarfollikel, eine interessante
Möglichkeit, um das Stratum corneum zu umgehen und die
Langerhanszellen direkt zu erreichen.
Entwicklung von pollenmimetischen Impfstoffpartikeln
Wissenschaftler am HIPS und an der Universität des
Saarlandes konnten kürzlich zeigen, dass Nanopartikel
sich selektiv in der Haarfollikelöffnung anreichern. 13 Diese
Nano partikel bestanden aus dem bioabbaubaren und
biokompatiblen Polymer Polymilchsäure co-Glykolsäure
(PLGA) und enthielten Polyvinylalkohol als Stabilisator.
Sowohl eine wässrige Suspension als auch eine Gelformulierung,
die beide in exzidierte Schweineohren einmassiert
wurden, drangen tiefer in die Haarfollikel ein als eine
wässrige Lösung, die mit vergleichbarer Intensität appliziert
wurde. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass es
sich hierbei um einen passiven Targetingeffekt handelt, der
auf die Größe der Nanopartikel zurück zu führen ist. Wir
konnten außerdem zeigen, dass diese Partikel verschiedene
eingeschlossene Verbindungen wieder freisetzen können
und diese dann in das Stratum corneum eindringen.
Der Transport der Impfstoffantigene zu den APZ kann über
die transfollikuläre Route als sehr attraktiv und sicher
bezeichnet werden. Die Haarfollikel sind außerdem ein
exzellentes Reservoir, da es nur sehr langsam zu einem
Abtransport der Antigene durch Haarwuchs und Talgproduktion
kommt. 16
Tatsächlich ist die Aktivierung der APZ über die transfollikuläre
Route durch Antigene ein alltäglicher Prozess,
der im Rahmen der allergischen Kontaktdermatitis auftritt.
Zum Beispiel handelt es sich bei Blütenpollen um Mikropartikel,
die sich im Bereich der Follikelöffnung, der Talgdrüsen
oder der Dermatoglyphen (Hautfalten) anreichern. Die
Antigenfreisetzung aus den Pollen wird schließlich durch
Feuchtigkeit (z.B. Schweiß auf der Haut) ausgelöst. Die Idee
ist daher, den pollenvermittelten Transport von Allergenen
zu den Langerhanszellen zu imitieren und für die transkutane
Vakzinierung zu nutzen. Wir arbeiten derzeit an der
Herstellung von pollenmimetischen Arzneiträgersystemen,
die Impfstoffantigene und gegebenenfalls auch Adjuvantien
stabil verkapseln, zu den Haarfollikeln dirigieren und am