Salbe statt Spritze

Die Nanotechnologie macht's möglich. Wissenschaftler der Saar-Uni und des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung in Saarbrücken haben ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, Impfstoffe mit einer Salbe in die Haut zu reiben.

Große Gefahr durch kleine Teilchen? Seit der Jahrtausendwende beschäftigt sich die Forschung mit der Frage, wie gefährlich die Nanotechnologie ist. Es gibt da durchaus Anlass zur Sorge. Die ultrafeinen Partikel, die der Wissenschaft neue Perspektiven erschlossen haben, könnten theoretisch alle Barrieren des Körpers überwinden und zum Beispiel durch die Haut eindringen. Sind Sonnencremes und Kosmetika mit Nanopartikeln eine Gefahr für die Gesundheit?

"Nein", antwortet Professor Claus-Michael Lehr von der Saar-Universität. Für Partikel bis hinab zu zehn Nanometern (zehn millionstel Millimeter) Größe sei bewiesen, dass das Stratum corneum, die Hornhaut, die aus etwa 20 Lagen abgestorbener Zellen besteht, ein unüberwindliches Hindernis darstellt. Und doch schwingt im "Nein" des Wissenschaftlers, der im Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung die Abteilung Wirkstofftransport leitet, ein leises "Aber" mit. Denn es gibt eine Lücke in dieser Barriere. Durch sie können Nano-Partikel zwar nicht durch die Haut, aber doch ein Stück weit in sie eindringen. Diese Lücke soll für eine neue Anwendung der Nanomedizin genutzt werden: Das Team des Saarbrücker Pharmazeuten arbeitet an der Impfung per Hautcreme.

Bei der Sicherheitsforschung zu Nanomaterialen habe sich einerseits herausgestellt, so Lehr, dass diese Partikel von der Hornhaut abgewiesen werden, sich aber andererseits in den Haarfollikeln sammeln. In einem Quadratzentimeter menschlicher Haut stecken bis zu 150 dieser Follikel - aus jedem sprießt ein Haar. Am Boden des Follikels liegt die Wachstumszone, wo stetig neue Zellen gebildet werden, die das Haar jeden Tag um einen drittel Millimeter aus der Röhre schieben. An den Follikeln sitzen aber auch die äußersten Sensoren des menschlichen Immunsystems, die sogenannten Langerhans-Zellen. Sie erkennen körperfremde Substanzen (Antigene) und bereiten die Abwehr auf deren Bekämpfung vor. Gelingt es, diesen Immun-Alarm zum Beispiel mit einem aus einem Virus gewonnenen Antigen auszulösen, lässt sich diese Abwehrreaktion für eine Impfung nutzen.

Da Nanopartikel mehrere Tage in den Follikeln haften, bevor sie zur Hautoberfläche abtransportiert werden, könnten sie als Container für Impfstoffmoleküle benutzt werden, so die Überlegung der Forscher der Saar-Uni und des Helmholtz-Instituts. Ihr vor vier Jahren präsentiertes Konzept sei nun im Tierversuch erfolgreich getestet worden, so Claus-Michael Lehr. "Es ist möglich, Impfstoffe zu entwickeln, die ganz ohne Injektion verabreicht werden können."

Die Nanopartikel bestehen aus drei Teilen. Einem Container, dem eigentlichen Wirkstoff und einer Substanz, die Reaktionen des Immunsystems verstärkt. Dieser Verstärker, den Professor Carlos Guzmann vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (Braunschweig) entwickelte, war nötig, weil Nanopartikel nur minimale Impfstoffmengen transportieren können, so Claus-Michael Lehr. Das Team aus Saarbrücken und Braunschweig arbeitete in seinen Tierversuchen an Mäusen mit weniger als einem zehntel Milliliter Impfstoffcreme. Weil die darin gelösten Nanopartikel höchstens zehn Prozent Wirkstoff enthalten und davon wiederum nur zehn Prozent in den Haarfollikeln ankommen, ist der Verstärker nötig.

In den Nanopartikeln der Saarbrücker Pharmazeuten sind Impfstoff und Verstärker hermetisch verpackt wie die Füllung in einer Spritze. Diese Hülle soll das Antigen konservieren und verhindern, dass es schon beim ersten Kontakt der Impfcreme mit der Haut frei wird, wo der Impfstoff nichts bewirken würde, so Lehr. Die Verpackung besteht unter anderem aus Polymilchsäure, einer Substanz, aus der auch medizinisches Nahtmaterial hergestellt wird. Sie löst sich binnen einiger Wochen vollständig im Körper auf. "Wir haben gezeigt, dass wir mit dieser Kombination eine sehr starke Immunantwort bei völlig intakter Haut auslösen können", so Lehr. Die wissenschaftliche Konkurrenz, die ähnliche Verfahren entwickelt, gehe dabei deutlich rabiater vor. Da werden obersten Hautschichten mit unterschiedlichen Methoden abgetragen, der Wirkstoff mit Mikronadeln injiziert oder in die Haut geschossen.

Die Saarbrücker Pharmazeuten haben in ihrer Impfcreme bisher einen Modell-Antikörper aus Hühnereiweiß verwendet. Als nächster Schritt stehen Tests mit Antigenen an, die wesentlich schwächere Wirkungen haben. Da das Verfahren mit Substanzen arbeitet, die allesamt medizinisch gut untersucht sind, sei es im Prinzip auch möglich, "schnell mit einer Pilotstudie am Menschen zu beginnen", so Claus-Michael Lehr. Wenn es gelinge, für die Anschlussforschung einen Sponsor zu finden, könne es in einigen Jahren die erste Impfung per Hautcreme geben.