Bei Atemwegserkrankungen wie Asthma und Mukoviszidose kommen häufig Medikamente zum Einsatz, die inhaliert werden. Bei anderen Lungenleiden wie Krebs oder Tuberkulose ist aber meist nicht das gesamte Organ betroffen, so dass die gezielte Behandlung nur der erkrankten Areale therapeutisch sinnvoller und wohl mit weniger Nebenwirkungen verbunden wäre. Ein Forscherteam der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München hat nun eine Methode entwickelt, wie inhalierte Medikamente gezielt an eine Stelle in der Lunge geleitet werden können.

Wie das Fachmagazin Nature Nanotechnology in seiner Onlineausgabe (doi:10.1038/nnano.2007.234) berichtet, werden dabei Aerosoltröpfchen mit Nanopartikeln aus Eisenoxid genutzt. In Computersimulationen und bei Tests an Mäusen konnten diese Nanomagnetosole mit Hilfe eines äußeren magnetischen Feldes zielgerichtet an den gewünschten Wirkort in der Lunge dirigiert werden. «Wir vermuten, dass diese Technik in Zukunft sehr hilfreich für Patienten sein kann», sagt Projektleiter Carsten Rudolph von der LMU. «Ein Einsatz ist unter anderem denkbar bei lokalen bakteriellen Infektionen und bei Tumoren.»

Inhalierte Partikel werden von der eingeatmeten Luft getragen und lagern sich dann in der Lunge ab. Vor einiger Zeit schon wurde gezeigt, dass dieser Vorgang durch ein magnetisches Feld beeinflusst werden kann. Dessen Kräfte reichen allerdings nicht aus, um die Bewegung einzelner Nanopartikel aus Eisenoxid zu steuern. Erfolgreich waren die Forscher um Rudolph aber, als sie eine Vielzahl der Teilchen je in einem Aerosoltröpfchen zusammenführten.

Sie berechneten in einem stark vereinfachten Modell die Bewegungsrichtung dieser Nanomagnetosole und den Luftfluss in den Atemwegen von Mäusen. In den Simulationen zeigte sich, dass sich ohne äußere Einflüsse nur etwa vier Prozent der Tröpfchen an einer vorgegebenen Stelle ablagerten. Wenn allerdings ein Magnetfeld angelegt wurde, waren es bis zu 16 Prozent. Tests an Mäusen bestätigten dies: Lungenareale im Magnetfeld zeigten eine deutlich erhöhte Akkumulation der Tröpfchen als davon nicht beeinflusste Bereiche.

Nanomagnetosole können in ihrem Inneren andere Substanzen aufnehmen und sind damit möglicherweise als Vehikel für Medikamente - auch verschiedene Wirkstoffe auf einmal - geeignet. Die SPIONs (SuperParamagnetic Iron Oxide Nanoparticles) genannten Nanopartikel werden schon seit Jahren in bildgebenden Verfahren, etwa der Kernspintomographie, ohne negative Begleiterscheinungen eingesetzt.

Der neue Ansatz könnte laut Nature Nanotechnology besonders vielversprechend im Kampf gegen Lungenkrebs sein. Denn die bei dieser Erkrankung eingesetzten Medikamente lagern sich bei einer herkömmlichen Inhalationstherapie gleichermaßen an Tumoren wie an gesundes Lungengewebe an, das sie allerdings schädigen können. Eine gezielte Verabreichung der Wirkstoffe in den betroffenen Bereichen sei deshalb sehr viel effektiver. (nz)