Antikörper in Mikropartikeln – Schluss mit langwierigen Infusionen

Antikörperbehandlungen gegen Krebs und andere Krankheiten, die zunehmend in den Klinikalltag kommen, werden in der Regel intravenös verabreicht. Patienten müssen dafür ins Krankenhaus gehen und erhalten dort möglicherweise stundenlang Infusionen. Das kann schmerzhaft sein und kostet vor allem Zeit. Eine Forschergruppe um den Mikrofluidikexperten Professor Patrick Doyle am MIT hat daher eine Methode entwickelt, bei der Antikörper eine neue Rezeptur erhalten – in der Fachsprache: neu formuliert werden. Mit dieser Anpassung lassen sie sich mittels Standardspritze injizieren. Das würde die Behandlung einfacher und zugänglicher machen.

Schwierigkeiten bei Antikörpermedikamenten

Das Hindernis für die Injektion von Antikörpermedikamenten besteht bislang darin, dass sie in (sehr) niedrigen Konzentrationen vorliegen, sodass pro Dosis große Flüssigkeitsmengen benötigt werden. Eine Verringerung des Volumens auf die Kapazität einer Standardspritze würde eine so starke Aufkonzentrierung bedeuten, dass die Lösung zu dickflüssig wäre, um in den Blutkreislauf injiziert werden zu können.

Im Jahr 2023 entwickelte Doyles Labor, die Doyle Research Group für Soft Matter Engineering, bereits eine Methode, mit der hochkonzentrierte Antikörper-Rezepturen hergestellt werden können. Dazu kapselte das Team die Antikörper in Hydrogel-Partikel ein. Dies erfordert jedoch eine spezielle Zentrifuge, ein Schritt, der für die Massenherstellung schwer zu skalieren wäre.

In ihrer neuen Untersuchung verfolgten die Forscher um Doyle daher einen anderen Ansatz, bei dem stattdessen eine sogenannte mikrofluidische Anordnung verwendet wird. Die Idee: Tröpfchen, die in einer wässrigen Prepolymerlösung gelöste Antikörper enthalten, werden in einem organischen Lösungsmittel suspendiert und können dann dehydriert werden – wobei hochkonzentrierte feste Antikörper in einer Hydrogelmatrix zurückbleiben. Schließlich wird das Lösungsmittel entfernt und durch eine wässrige Lösung ersetzt.

Durch Medizinpersonal problemlos zu verabreichen

Unter Verwendung von halbfesten Partikeln mit einem Durchmesser von 100 Mikrometern zeigte das Team, dass die Kraft, die zum Durchdrücken des Kolbens einer Spritze mit der Lösung erforderlich ist, weniger als 20 Newton beträgt – für Medizinpersonal und Patienten überhaupt kein Problem. „Das ist weniger als die Hälfte der maximal zulässigen Kraft, die normalerweise angestrebt wird“, sagt Talia Zheng, eine MIT-Doktorandin und Hauptautorin der neuen Studie.

Mit einer 2-Milliliter-Spritze konnten im Versuch mehr als 700 Milligramm an Antikörpern – genug für die meisten therapeutischen Anwendungen – auf einmal verabreicht werden. Besonders praktisch: Die Mischung blieb unter Kühlung mindestens vier Monate lang stabil. Die Forscher planen nun, ihre Antikörper-Mikropartikel an Tieren zu testen und an einer Hochskalierung des Herstellungsprozesses zu arbeiten. Zentrifugen sind nicht mehr notwendig.

Dieser Artikel stammt von Anne Trafton. Sie ist Life-Science-Autorin beim MIT News Office.

Dieser Beitrag ist zuerst auf t3n.de erschienen.

(jle)