Zukünftig bessere Inhalationsmedikamente möglich

Werden Inhalationsmedikamente zukünftig besser?
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Funktion und Wirkung des Lungenschleims wurden durch neue Forschungen enträtselt und das kann zukünftig auch die Wirkung von Inhalationsmedikamenten verbessern.

Schleim (Mucus) schützt unsere Atemwege vor Austrocknung und dem Eindringen von Erregern und Schmutzpartikeln wie Staub oder Dieselruß. Doch bislang war unklar, wie weit sich solche Partikel durch den Lungenschleim bewegen können. Wissenschaftliche Forschungen in diese Richtung waren widersprüchlich. Ebenso undeutlich war bis jetzt, wieso die Wirkstoffe von Inhalationsmedikamenten nicht immer den gewünschten Zielort in den Atemwegen erreichen, sondern im Schleim steckenbleiben.

Studie der DFG bringt Aufklärung

Eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierte Studie hat nun mehr Wissen über die Struktur des Lungenschleims gebracht. Im Lungenschleim befindet sich ein starres Gelgerüst aus steifen dicken Gelstäben, sogenannte Mucine. Diese Gelstäbe trennen große mit Flüssigkeit gefüllte Poren voneinander und hindern so Nanopartikel daran, die Porengrenzen zu überwinden. Der Lungenschleim hat eine schwammähnliche Struktur. Die Forscher kennen aus normalen Gelen eher eine Mikrostruktur, ähnlich einem Spinnennetz aus sehr feinen Fäden, die kleine Poren einschließen.

Bei ihren Untersuchungen konnten die Wissenschaftler beweisen, dass eindringende Partikel an den Mucinen, den Gerüstproteinen, wie an einem Gitter hängenbleiben. Bei früheren Forschungen hatten sich die Nanopartikel im Schleim immer als sehr beweglich dargestellt, doch nun wissen die Wissenschaftler, dass das nur innerhalb der Poren gilt.

Zukünftig bessere Medikamente möglich

Die Studienergebnisse machen es möglich, die Entstehung von Atemwegsinfektionen besser zu verstehen und zu bekämpfen. Vor allem die Entwicklung neuer Inhalationsmedikamente hat nun eine bessere wissenschaftliche Grundlage. Zukünftige Wirksubstanzen könnten die Gelstäbe überwinden, indem sie sie kurzfristig auflösen, die Porengrenze passieren und die Gelstäbe dann wieder verschmelzen lassen.

Neue Medikamente könnten vielen Patienten helfen. Asthmatiker, COPD-Patienten und auch Patienten, die an der unheilbaren Lungenerkrankung Mukoviszidose leiden, könnten durch bessere inhalative Arzneimittel zumindest ein Stück mehr Lebensqualität erhalten.

Die Forschungsergebnisse sind nachzulesen in der Fachzeitschrift »Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).

Quelle: Julian Kirch, Andreas Schneider, Berengere Abou, Alexander Hopf, Ulrich F. Schäfer, Marc Schneider, Christian Schall, Christian Wagner und Claus-Michael Lehr: Optical tweezers reveal Relationship between microstructure and nanoparticle Penetration of pulmonary mucus, PNAS October 22, 2012 doi: 10.1073/pnas.1214066109