Untersuchungen zum Einfluss der Größe von Liposomen auf deren Endozytose in verschiedenen Zelllinien

Nanopartikuläre Wirkstoffträgersysteme (NPS) wie Liposomen oder Lipoplexe stellen bedeutende Arzneistoffträger dar, um Wirkstoffe in den Körper zu transportieren. Die Kenntnisse über die Aufnahmewege, das intrazelluläre Schicksal und über die Faktoren, die diese Internalisierungsprozesse bedingen, sind von essentieller Bedeutung für einen effektiven Arzneimitteltransport in die Zielzellen. Endozytose bezeichnet die aktive Aufnahme von extrazellulärem Material in das Zellinnere. Mehrere Arbeitsgruppen zeigten die Beteiligung endozytotischer Prozesse an Aufnahmevorgängen von NPS in eukaryotische Zellen und ermittelten verschiedene Faktoren, die in der Lage sind, gezielt auf diese Vorgänge einzuwirken. Neben einer Reihe weiterer Parameter ist die Größe der Vesikel als bedeutsam für die Beeinflussung endozytotischer Prozesse beschrieben worden Viele Studien zur größenabhängigen Endozytose sind unter Verwendung von Latexpartikeln mit äußerst enger Größenverteilung entstanden, da Liposomen etc. metastabile Systeme darstellen, deren Größe in Abhängigkeit von der Herstellungsmethode relativ breit verteilt ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war zum einen die Herstellung und Charakterisierung homogener, zum Zellversuch geeigneter Liposomenchargen und zum anderen der Einsatz dieser präparierten Vesikel im Zellmodell, um gezielt den Einfluss von Größe und Lipidzusammensetzung auf Zellaufnahmeprozesse zu untersuchen. Die Herstellung von Liposomen mit enger Größenverteilung wurde sowohl hinsichtlich der Präparationsmethode als auch der Lipidzusammensetzung variiert. Am zweckmäßigsten erwiesen sich liposomale Zubereitungen aus S75®, die unter Verwendung bestimmter Alkyl-Glucoside bei definierten Umgebungstemperaturen hergestellt wurden. Die Methode der Detergensentfernung bei einer Temperatur von 5 °C erlaubt die Herstellung von Vesikeln, deren Polydispersität auf homogene Größenverteilungen schließen lässt. Zur Charakterisierung der präparierten Vesikel wurden Größenausschluss-Chromatographie mit anschließender Analyse durch dynamische Lichtstreuung der einzelnen Fraktionen und Asymmetrische Feld-Fluss-Fraktionierung als potente Methoden neben der Elektronenmikroskopie eingesetzt, um genaue Aussagen zur Homogenität der Vesikel zu erhalten. Die S75®-Vesikel erwiesen sich als untoxisch, stabil und für Zellaufnahmestudien geeignet. Durch HPTLC-Analytik wurden geladene Lipidkomponenten im Gemisch S75® identifiziert, die für die beobachtete zelluläre Assoziation verantwortlich sein könnten. Analysen von Zell-Vesikel-Interaktionen wurden mittels Durchflusszytometrie, Radiomarkierungsexperimenten und Spectral Bio-Imaging an verschiedenen Modellzelllinien durchgeführt. Die Untersuchungen ergaben Unterschiede hinsichtlich des Aufnahmeverhaltens bei Einsatz von S75®-Liposomen unterschiedlicher Größe. Darüber hinaus wurde belegt, dass die Aufnahme in verschiedenen Zelllinien vom Vorhandensein membranständiger Farbstoffe abhängt. Die vorliegende Arbeit stellt den Einfluss der Größe hinsichtlich des gezielten Designs von NPS für einen effektiven Wirkstofftransport an den Zielort heraus. Genaue Charakterisierungen der eingesetzten Vesikel genauso wie weiterführende Kenntnisse der Faktoren auf zelluläre Aufnahmeprozesse sind unabdingbar für eine Verbesserung des Wirkstofftransportes durch NPS.