Es ist seit langem bekannt, dass Menschen Abwehrkräfte und damit Antikörper gegen Viren bilden können. Aber auch gegen Polyethylenglykol (PEG), einen Stoff, der in Kosmetika, Lebensmitteln und Medikamenten verwendet wird, können Antikörper entstehen. Diese beeinflussen die Wirksamkeit von Medikamenten.
Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung hat nun untersucht, wie weit verbreitet diese Antikörper bereits in der deutschen Gesellschaft sind und welchen Einfluss sie auf medizinische Therapien mit Nanoträgern haben könnten. Ihre aktuellen Ergebnisse haben sie in veröffentlicht Nanoskalige Horizonte.
Ein Virus dringt in den Körper ein und das Immunsystem beginnt zu arbeiten: Es bilden sich Antikörper, die die Infektion bekämpfen. Gleichzeitig wird ein Immungedächtnis aufgebaut, um im Falle einer Neuinfektion schnell Antikörper zur Verfügung stellen zu können. Überraschenderweise können sich auch Antikörper gegen Polyethylenglykol (PEG) bilden, ein Molekül mit recht einfacher Struktur.
Neben kosmetischen Produkten – von Cremes, Parfüms und Lotionen bis hin zu Lippenstiften – wird Polyethylenglykol auch in der Medizin eingesetzt. Dabei dient es als eine Art Tarnmantel gegen das körpereigene Immunsystem und verlängert so die Zirkulationszeit eines Wirkstoffs im Blut.
„Für uns ist PEG interessant, um nanoskalige Wirkstoffträger damit zu beschichten“, sagt Svenja Morsbach, Gruppenleiterin in der Abteilung von Katharina Landfester am MPI für Polymerforschung. Dadurch erreichen die Forscher eine längere Zirkulationszeit der nur Nanometer großen Medikamentenkapseln, die künftig beispielsweise ein wichtiger Bestandteil neuartiger Krebstherapien sein könnten.
In ihren Studien untersuchte das Team um Morsbach und Landfester im Jahr 2019 mehr als 500 Blutproben von Patienten. „Die gebildeten Antikörper gegen PEG lagern sich an die beschichteten Nanoträger an und wirken so dem eigentlich gewünschten Effekt entgegen: Der Nanoträger wird für sie sichtbar.“ das Immunsystem und wird abgebaut, bevor es seine Wirkung entfalten kann“, erklärt Katharina Landfester, Leiterin der Abteilung.
Die Forscher um Morsbach und Landfester gehen davon aus, dass Therapien künftig angepasst werden müssen, um auf dieses Verhalten des Immunsystems zu reagieren. Bei ihren statistischen Untersuchungen von Blutproben stellten sie fest, dass PEG-Antikörper bereits in 83 % der untersuchten Proben nachweisbar waren.
Die Konzentration der PEG-Antikörper im Blut korreliert antiproportional mit dem Alter der untersuchten Person: Je älter die Person, desto weniger PEG-Antikörper waren vorhanden. „Wir gehen derzeit davon aus, dass dies auf den erst in jüngster Zeit zunehmenden Einsatz von PEG in verschiedenen Lebensbereichen und die Variation des Immunsystems im Alter zurückzuführen ist“, sagt Morsbach.
In weiteren Studien möchten die Forscher nun herausfinden, wie zukünftige Therapien angepasst werden könnten, um die verminderte Tarnung der Nanoträger auszugleichen. „Zu den Überlegungen gehört unter anderem, ob PEG ersetzt oder möglicherweise ganz darauf verzichtet werden kann“, sagte Morsbach. Aber auch die Bestimmung der Antikörperkonzentration im Blut eines Patienten und die individuelle Anpassung der Wirkstoffmenge könnten eine Alternative sein.
Mehr Informationen:
Mareike FS Deuker et al, Anti-PEG-Antikörper, angereichert in der Proteinkorona von PEGylierten Nanoträgern, beeinflussen die Zellaufnahme, Nanoskalige Horizonte (2023). DOI: 10.1039/D3NH00198A