NanoBrain

In Vitro wurde eine Reihe von Medikamenten zur Behandlung der Alzheimer`schen Krankheit erfolgreich getestet. Am Patienten allerdings sind die Tests aufgrund der geringen Durchlässigkeit der Bluthirnschranke fehlgeschlagen. Um dieses Problem zu überwinden wird die Arbeitsgemeinschaft des aktuellen Projektes Nanopartikel entwickeln, welche die Bluthirnschranke effizienter passieren können. Des Weiteren werden wir in Vitro Modelle etablieren, um den Rezeptor gesteuerten Nanopartikel-Transport zu untersuchen. Die Modelle werden aus Endothelzellen bestehen, welche der Bluthirnschranke ähnliche Eigenschaften besitzen. Innerhalb des JSW Projektteils wird das Medium, das nach der Passage über den Endothelzellenmonolayer (= Bluthirnschrankenmodell) gesammelt wird, in Zellkulturen aus Hühnerneuronen, die APP exprimieren und Aß40 und Aß42 segregieren getestet. Die Hühnerneuronen werden aus acht Tage alten Hühnerembryos gewonnen. Speziell das Hühnerneuronenmodell ist für dieses Projekt sehr wichtig, da es sich als sehr geeignet bei der Bewertung der Effizienz von GSMs (Gamma- Sekretase-Modulatoren), in Bezug auf die Veränderung der Amyloid Sekretion, herausgestellt hat. Primärneuronen sind dem menschlichen Gamma-Sekretase Komplex ähnlicher als transgene oder andere Zellen. Dies stellt einen wichtigen Aspekt dar, da die Untersuchung von GSMs in dieser Hinsicht kritischer ist als zu Beispiel eine rein kompetitive Gamma Sekretase Hemmung. Die in Vivo Austestungen der Nanopartikel stellt einen weiteren Beitrag von JSW Life Sciences zum ERA-NET Projekt dar. Die Tests werden an transgenen Mäusen durchgeführt werden, die die Vorstufe des menschlichen Amyloid-Proteins, welches die Swedish- und Londonmutationen trägt, überexprimieren. Die Mäuse sind vor allem für die Erforschung von Amyloid Erkrankungen sowie Entzündungen geeignet. Der Morris Water Maze Test (MWM) wird für die Erforschung von Verhaltensänderungen eingesetzt. Biochemische Auswertungen werden die Menge von Beta-Amyloid 1-40 und 1-42 in der Zerebrospinalflüssigkeit, sowie im Gehirngewebe bestimmen. Die histologischen Auswertungen, werden sich hauptsächlich auf die Amyloidpathologiekonzentrieren, und die Verwendung bei JSW gut etablierter Protokolle mit sich bringen werden. Ergänzend zu den Verhaltenstests, den biochemischen und histologischen Auswertungen werden die Tiere einer Magnetresonanzuntersuchung in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Graz unterzogen.

Eine der größten Herausforderungen bei der Behandlung von Krankheiten des Gehirns ist die erfolgreiche Verabreichung von pharmakologisch wirksamen Substanzen in Dosen, die eine effektive Behandlung erlauben, da die Wirksubstanz erst die Blut-Hirn-Schranke überwinden muss. Letztere schützt das Gehirn vor schädlichen Einflüssen von außen, vergleichbar mit einer Firewall, die den Hauptbestandteil des Zentralnervensystems umgibt.Schon vor einiger Zeit wurde nachgewiesen, dass Nanopartikel die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Im Rahmen dieses Projekts wurden Nanopartikel hergestellt, die Albumin, Apolipoptrotein E und Magnetit enthalten. Der Hauptgrund für die Verwendung von Apolipoprotein E war die Verbesserung der selektiven Aufnahme der Partikel in das Gehirn. Magnetit wurde verwendet, um die Partikel mit Hilfe eines Magnetresonanzscanners in lebenden Ratten verfolgen zu können. Letztere wurden als Modellorganismus verwendet. Es ist schließlich geglückt, die Partikel mit Hilfe des MR-Scanners in lebenden Ratten zu detektieren. Schließlich konnten die Ergebnisse mit Hilfe von histologischen Methoden bestätigt werden. So wurde gezeigt, dass beide Methoden, die Histologie aber auch - besonders wichtig die Magnetresonanz, dafür geeignet sind, die Akkumulation der Partikel sowie den Weg derselben bis ins Gehirn zu verfolgen. Weiters konnten Partikel synthetisiert werden, die Flurbiprofen enthalten. Dies ist eine entzündungshemmende Substanz, die sich unter Umständen zur Behandlung der Alzheimerschen Krankheit eignet. Die Projektpartner in Deutschland und Israel synthetisierten die Nanopartikel und verrichteten in vitro Arbeiten während das Team in Österreich den in vivo Teil, die Histologie sowie die MR Arbeiten erledigten.