Nanomedizin bezeichnet die Nutzung von Nanotechnologien zur Entwicklung von Innovationen im Gesundheitswesen. Dabei werden die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften eines Materials auf Nanoebene genutzt, die sich von den Eigenschaften desselben Materials in größerem Maßstab unterscheiden können. Trotz zahlreicher Hindernisse, die es zu überwinden gilt – wie beispielsweise die mangelnde Kenntnis der Toxizität dieser Technologien und ein unausgereifter regulatorischer Rahmen für ihre Bewertung – dürfte das diagnostische und therapeutische Potenzial der Nanomedizin in den nächsten Jahren zu einer Beschleunigung ihrer Entwicklung führen. In diesem Artikel stellen wir von Alcimed die 4 Hauptanwendungsbereiche der Nanotechnologien im Gesundheitswesen vor.
2016 entwickelte Vaxinano den ersten Impfstoff gegen Toxoplasmose. Das Konzept bestand darin, den Inhalt eines herkömmlichen Impfstoffs, also die Antigene eines abgetöteten Virus, Bakteriums oder Parasiten, in biokompatible Nanopartikel einzukapseln. Dieser Impfstoff hatte mehrere Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Impfstoff. Dazu gehörte unter anderem die nasale Injektion, durch welche die mit einer Injektionsnadel verbundenen Nebenwirkungen wegfielen, und das Fehlen eines Adjuvans, wodurch das Risiko einer Reversion wegfiel. Die Verwendung von Nanopartikeln ist also ein vielversprechender Weg, um bestehende Impfstoffe zu verbessern und neue Impfstoffe für Krankheiten zu entwickeln, für die es noch keine Impfstoffe gibt.
Nanopartikel stellen eine Alternative zu Kontrastmitteln dar, die bei bildgebenden Verfahren injiziert werden und die Bildauflösung verbessern könnten, so dass eine frühere oder spezifischere Erkennung möglich ist. So werden beispielsweise bereits Eisenoxid-Nanopartikel eingesetzt, um die Sensitivität der Magnetresonanztomographie (MRT) zu verbessern: indem sie sich an Tumorzellen anlagern, machen sie diese in den frühen Entwicklungsstadien leichter auffindbar.
Bei den meisten im Gesundheitswesen genutzten Nanotechnologien werden Nanovektoren eingesetzt, um einen Wirkstoff auf eine ganz bestimmte Weise in die Zielzellen zu transportieren und freizusetzen. Diese Vektorisierung von Nanopartikeln ermöglicht es, die Wirksamkeit und Bioverfügbarkeit von Medikamenten zu erhöhen und gleichzeitig die Dosis und Toxizität zu verringern. Diese Nano-Arzneimittel werden heute in großem Umfang in der Onkologie eingesetzt und geben vor allem Hoffnung auf die Behandlung von „schwer zugänglichen“ Krebsarten wie Bauchspeicheldrüsen- und Eierstockkrebs und sogar Hirntumoren.
Nanopartikel werden auch als Wärmequelle eingesetzt, um die Wirksamkeit der Strahlentherapie bei Krebs erheblich zu verbessern und so die Anzahl der Sitzungen oder die Dosierung zu verringern. So hat Nanobiotix eine Technologie zur Aggregation von Hafniumoxid-Nanopartikeln entwickelt: Diese Partikel werden vor der Strahlentherapie injiziert, heften sich an die Tumorzellen und erhöhen so die Effektivität der Röntgenstrahlen bei der Zerstörung dieser Zellen. Die FDA genehmigte dem Start-up das „Fast-Track-Verfahren“ für die Studie seines von dieser Technologie abgeleiteten Produkts NBTXR3, das bei Krebserkrankungen im Kopf- und Halsbereich Anwendung finden soll.
Das Versprechen der regenerativen Medizin besteht darin, geschädigtes Gewebe durch gesundes, funktionsfähiges Gewebe ersetzen zu können. Biokompatible Materialien können so entwickelt werden, dass sie physiologisches Gewebe imitieren. Diese Nanobiomaterialien können auch mit Stammzellen kombiniert werden: Diese Materialien dienen als Gerüst, indem sie den Zellen das richtige Umfeld bieten, damit sie sich vermehren, differenzieren und funktionsfähig werden. Die Anwendungsbereiche, die sich derzeit im Versuchsstadium befinden, sind sehr vielfältig und reichen von der Knochenrekonstruktion bis zur Wundheilung.
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So etabliert sich die Nanomedizin allmählich, indem sie neue Perspektiven für wichtige Gesundheitsfragen eröffnet: Entwicklung oder Verbesserung präventiver Lösungen, frühere Erkennung von Krankheiten, Optimierung der Wirksamkeit bestehender Therapien, Beschleunigung der Forschung in der regenerativen Medizin usw. In den nächsten Jahren wird sich zeigen, ob die Nanomedizin die Innovationen im Gesundheitswesen ermöglicht, die sie heute verspricht. Passende Marktzugangsstrategien werden dann der Schlüssel für ihre Verbreitung sein.
Über die Autorin,
Héléna, Consultant in Alcimeds Healthcare Team in Frankreich
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