Erythrozyten als Drug Carrier für schwerlösliche Substanzen am Beispiel von Amphotericin B

In den letzten Jahrzehnten hat die Häufigkeit invasiver Pilzinfektionen - vor allem verursacht durch C. albicans - dramatisch zugenommen und ist insbesondere bei immungeschwächten Patienten mit einer erheblichen Mortalität verbunden. Dabei spielen die phagozytierenden Zellen des Immunsystems, Mononzyten (MNC) und Neutrophile (PMN), eine entscheidende Rolle in der Infektionsbegrenzung und Dissemination. Das Polyenantibiotikum Amphotericin B (AmB) gehört zum therapeutischen Goldstandard; der klinische Einsatz ist jedoch durch ein fulminantes Nebenwirkungsprofil stark eingeschränkt. Anstrengungen die Toxizität mit der Synthese von AmB Analoga und Lipid- Formulierungen zu mindern, führten nicht zum Erfolg und machen die Entwicklung neuer Strategien dringend erforderlich. Daher hypothesierten wir, dass die Rekruitierung von Leukozyten zum AmB Transport einen idealen Ansatz zur gezielten Verstärkung der Pilzabwehr und Erhöhung der Wirkstoffkonzentration am Infektionsherd bildet. Um das Risiko einer AmB induzierten Zytotoxizität auf die Leukozyten zu reduzieren, wurden Erythrozyten (RBCs) aufgrund ihrer exzellenten Beladungseigenschaften als primäre Medikamententransporter genutzt. Die AmB-Beladung der RBCs erfolgte mit einer AmB Nanosuspension (AmB- NS, Partikelgröße 65 nm) via hypotoner Hämolyse und führte zu Beladungskonzentrationen von 3.81 pg/RBC, entsprechend einer Einschlusseffizienz von 15 – 19% sowie einem prozentualen molekularen AmB Anteil von 41 mol%, der damit deutlich höher lag als bei anderen Lipid- assoziierten Formulierungen. Durch die zusätzliche Inkorporation von Magnetit konnten AmB-NS-RBCs im MRT visualisiert werden und offerieren somit die Möglichkeit des therapeutischen Monitorings. Die leukzytäre Erkennung und Aufnahme der AmB-NS-RBCs war PS vermittelt und sehr effzient. Innerhalb von 4 hr internalisierten > 98% der Leukozyten 4 - 5 AmB-NS-RBCs pro Zelle, das einer AmB-Endkonzentrationen von 14 - 16 pg pro PMN bzw. MNC entsprach. Dies führte bei Inkubation mit C. albicans zu einer sofortigen und dauerhaften Hemmung der intra-und extrazellulären Pilz-Aktivität. Die durch Diffusion freigesetzte AmB-Menge lag dabei über den gesamten Beobachtungszeitraum weit oberhalb der MHK90, jedoch ohne offensichtliche Zytotoxizität für die Immunzellen. Lediglich eine transiente, AmB unabhängige Reduktion der Phagozytosekapazität um ~30% und der ROS Bildung um ~50% konnte identifiziert werden, die sich nach 24 hr wieder normalisierten. Daher muss geschlussfolgert werden, dass das beschriebene DDS eine exzellente Alternative zu den bisher entwickelten AmB-Formulierungen darstellt, angesichts der überragenden intra- und extrazellulären Pilzabtötung unter Erhaltung der leukozytären Funktionalität.

Author dc:creator

• Staedtke, Verena

• leucocyte
• erythrocyte
• amphotericin B
• hypotonic hemolysis
• nanosuspension
• magnetite

Licence dc:rights.uri

• http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen

Language dc:language

ger

Identifier URI

http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14525

OAI record oai:identifier

https://refubium.fu-berlin.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arefubium.fu-berlin.de%3Afub188%2F10327