Die Untersuchung des immunoliposomalen Targetings von ...

Das Ausmaß vorangegangener Fusionsprozesse als passiver Prozess spielt in der
Aufnahme von Liposomen nur eine untergeordnete Rolle. Fusion kann dennoch durch den
Einbau fusogen wirkender Stoffe innerhalb der Lipidbilayer gefördert werden. So steigert die
Anwesenheit von Detergenzien die Fusion enorm. Eine weitere Möglichkeit besteht darin,
sich die Eigenschaften viraler Fusionsproteine zu Nutze zu machen (Sendai Virus Partikel)
[Citovsky et al.(1985)]. Nachteilig ist allen fusogen wirkenden Stoffen jedoch, dass sie latent
toxisch sind. Durch ihren mehr oder weniger festen Einbau kommt es zu unspezifischen
Membranstörungen, die der Zelle schaden können. Unabhängig dieser Gefahr stellt die Fusion
maximal die Bedeutung der Pinozytose als liposomalen Aufnahmemechanismus dar.
Eine getrennte Erfassung von Aufnahmeprozessen durch Fusion kann relativ einfach
durch Ausnutzung der Energieunabhängigkeit erhalten werden. Dazu werden
Aufnahmeversuche bei 4°C durchgeführt und mit Ergebnissen bei 37°C verglichen.
Fusionsprozesse finden energieunabhängig sowohl bei 4°C als auch bei 37°C statt. Aktive
Internalisierungsmechanismen wie unspezifische Phagozytose und rezeptorgesteuerte
Endozytose sind eng an den zellulären Energiestatus gebunden und treten bei 4°C nur
vereinzelt auf. Eine weitere Möglichkeit Fusionsprozesse von anderen Aufnahmemechanismen
zu differenzieren, liegt in der Anwendung von Fluoreszenzfarbstoffen, die in
hohen Konzentrationen einen Self-Quench-Effekt aufweisen. Typische wässrige Indikatoren
solcher Fusionsassay sind Calcein und 6-CF (Carboxyfluorescein) [Weinstein et al. (1980)].
Die Fluoreszenzauslöschung mittels Self-Quenching ist durch die verringerte
Quantenausbeute des Anregungslichtes begründet. Oberflächig adsorbierte bzw. komplett
internalisierte Immunoliposomen fluoreszieren daher nicht. Erfolgt jedoch eine Fusion
zwischen adsorbierten Vesikeln mit der Zellmembran, wird der eingeschlossene Farbstoff
sehr stark im Zytosol verdünnt, so dass der gesamte Zellkörper eine diffuse Fluoreszenz zeigt.
Der zelluläre Hauptaufnahmemechanismus für Liposomen liegt aber im Bereich der
aktiven und damit energieabhängigen Prozesse. Dazu zählen Phagozytose und
Rezeptorvermittelte Endozytose. Im Rahmen der Phagozytose erfolgt die Aufnahme größerer
Partikel. Sie ist Aufgabe spezialisierter, phagozytierender Zellen. Die Hauptfunktion solcher
Zellen liegt im Infektionsschutz und in der Beseitigung geschädigter bzw. alter Zellen im
Körper. Im Rahmen der Phagozytose kommt es durch den Aufnahmeprozess zur Bildung sog.
Phagosomen, die im weiteren Verlauf mit Lysosomen fusionieren können. Dort findet der
enzymatische Abbau des aufgenommenen Materials statt. Voraussetzung für eine
phagozytotische Aufnahme ist stets die Adsorption der Partikel auf der Zelloberfläche. Durch
Phagozytose gelangen relativ unspezifisch Stoffe in das Zellinnere. Dem gegenüber steht der
hochspezifisch auf bestimmte Strukturen begrenzte Aufnahmemechanismus der rezeptorvermittelten
Endozytose. Die so internalisierten Partikel liegen in einem Größenbereich unter
150nm. Für diesen Mechanismus existiert auf der Zelloberfläche ein großes Spektrum
spezialisierter Rezeptoren. Die entsprechend passende Molekülstruktur (z.B. in Form
liposomal gekoppelter Antikörper) dockt an diese Rezeptoren an. Infolge der Bindung kommt
es clathrinvermittelt zur Anreicherung der Moleküle in den Clathrin-coated Pits. Der genaue
Mechanismus der Selektierung der gebundenen Stoffe und die Funktionsweise der
Clathrinhülle als treibende Kraft dieses Vorgangs sind in Kap. 2.1.1. dargestellt.
Zusammenfassend kann dieser spezifische Internalisierungsmechanismus durch Begriffe wie
Bindung, Selektivierung, Einstülpung, Häutung und intrazelluläre Fusion in Kurzform
anschaulich interpretiert werden.
Nach der kurzen Vorstellung der beiden Hauptaufnahmemechanismen sollen nun
Methoden zur Differenzierung der Internalisierung speziell für sterisch stabilisierte „E-
Selektin“-gerichtete Immunoliposomen vorgestellt werden. Die zelluläre Aufnahme als
essentieller Bestandteil eines erfolgreichen liposomalen Drug Targetings muss näher
untersucht werden. Mit der Kenntnis des Aufnahmemechanismus kann das liposomale Drug
Carrier System weiterentwickelt und in seiner therapeutischen Effizienz gesteigert werden.
2.3. Liposomales Targeting
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