Medizin: So gelangen Wirkstoffe besser ins Gehirn

Als sogenannte Blut-Hirn-Schranke bezeichnet man die physiologische Barriere zwischen den Flüssigkeitsräumen des Blutkreislaufs und dem Zentralnervensystem. Sie reguliert die Versorgung unseres Gehirns mit Nährstoffen wie Glukose, schützt es aber auch vor Krankheitserregern und Toxinen, also giftigen Stoffen. Die Funktionen im Gehirn sind hochkomplex und zugleich sehr empfindlich und erfordern eine möglichst störungsfreie Umgebung. Dieser strenge Schutzmechanismus ist also einerseits für das Funktionieren und Überleben von Nervenzellen sehr wichtig, hat aber auch zur Folge, dass weniger als fünf Prozent der Wirkstoffe, die für das Gehirn bestimmt sind, auch tatsächlich dort ankommen. Für Patienten und Patientinnen, die an Erkrankungen des Nervensystems leiden – wie beispielsweise an Epilepsie, Multipler Sklerose oder Alzheimer – kann das heißen, dass Therapien trotz der richtigen Medikamente nicht immer erfolgreich sind.

Winfried Neuhaus vom AIT forscht gemeinsam mit 27 internationalen Partner*innen aus Wissenschaft und Industrie im Rahmen des Projekts IM2PACT an Methoden und Wegen, diese natürliche Barriere im Gehirn im Krankheitsfall besser zu überwinden: „Die Transportfunktion der Blut-Hirn-Schranke ist bei vielen Erkrankungen verändert. Das wollen wir besser verstehen und dann ausnutzen, um neue Routen für den Übertritt von Medikamenten ins Gehirn zu finden und somit bessere Therapien zu ermöglichen“, so der Wissenschaftler.

Neuhaus und sein Team untersuchen dazu menschliches Gewebe, um neue Transportwege für Wirkstoffe zu finden. Anhand von Zellkulturmodellen werden die Krankheitsbedingungen möglichst genau nachgeahmt, um so eine bessere Vorhersagekraft für zukünftige klinische Anwendungen erreichen zu können. Die Modelle basieren auf sogenannten "humanen induzierten pluripotenten Stammzellen". Stammzellen sind noch auf keinen bestimmten Gewebetyp festgelegt und können sich potenziell zu jedem Zelltyp entwickeln. Gewonnen werden sie aus normalen Körperzellen, die durch Zugabe mehrerer Stimulationsfaktoren in Stammzellen rückverwandelt werden. Aus ihnen werden schließlich Gewebe hergestellt, die die menschliche Blut-Hirn-Schranke nachbilden und an denen die Transportwege für mögliche Wirkstoffe untersucht werden können.

Ermöglicht wird das bahnbrechende Forschungsprojekt durch eine Finanzierung von 18 Mio. EUR, bestehend aus direkten Finanzierungsmitteln der Innovative Medicines Initiative (IMI) und Sachmitteln der Industriepartner. Das Projekt hat eine Laufzeit von fünf Jahren und wird zusammen von der Universität Oxford und der Central Nervous Barrier Group von Sanofi geleitet.

IMI ist die größte Public-Private-Partnership in Europa und wird gemeinsam finanziert durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und die Europäische Pharmaindustrie, vertreten durch die European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations (EFPIA).