Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung biokompatib ^¬ ler, magnetischer Nanopartikel bei der Therapie von Gli ^¬ oblastomen .

Stand der Technik

Das Glioblastom {Glioblastoma multiforme) ist der am häufigs ^¬ ten auftretende bösartige Hirntumor bei Erwachsenen. Ungefähr 15% bis 30% aller hirneigenen Tumore sind Glioblastome . Das Glioblastom weist feingewebliche Ähnlichkeiten mit den Gliazellen des Gehirns auf und wird aufgrund der sehr schlech ^¬ ten Prognose nach der WHO-Klassifikation der Tumoren des zentralen Nervensystems als Grad IV eingestuft. Die Behandlung be ^¬ steht in operativer Reduktion der Tumormasse, Bestrahlung und Chemotherapie. Eine endgültige Heilung kann aber derzeit nicht erreicht werden. Die mittlere Überlebenszeit liegt in der Grö ^¬ ßenordnung von sechs Monaten.

Glioblastome können völlig neu (de novo) oder durch fort ^¬ schreitende Entdifferenzierung aus weniger bösartigen Astrozytomen entstehen. Daher kommt es nicht selten vor, dass therapierte Astrozytome sich im Rezidiv als Glioblastom manifestieren. Diese sogenannten sekundären Glioblastome treten eher bei jüngeren Patienten auf.

Kennzeichnend für Glioblastome ist ein diffuses, infiltratives und sehr schnelles Wachstum. Eine kurzfristige klinische Bes ^¬ serung kann durch Behandlung des praktisch immer vorhandenen Hirnödems mit Dexamethason erreicht werden. Die neurochirurgische Operation mit Verminderung (Reduktion) der Hauptmasse des Tumors kann das Fortschreiten der Erkrankung verlangsamen, aber nicht dauerhaft verhindern, da praktisch immer einzelne Tumorzellen das gesunde Gehirngewebe schon in ^¬ filtrativ durchwandert haben und deswegen eine vollständige Tumorentfernung nicht möglich ist. Zur Verlängerung der rezidivfreien und absoluten Überlebenszeit schließt sich deswegen an die Operation praktisch immer eine Bestrahlung und häufig auch eine Chemotherapie an.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es neuartige Stoffe für die Therapie von Glioblastomen zur Verfügung zu stellen. Die Therapie soll damit erstmalig im Magnetfeld möglich werden.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch biokompatible, magnetische Nanopartikel für die Therapie von Glioblastomen in einem statischen Magnetfeld gelöst. Unter magnetischen Nanopartikeln versteht man ma- gnetisierbare Teilchen, deren hydrodynamische Größe weniger als 1 pm, meist weniger als 500 nm beträgt und vorzugsweise im Bereich im Bereich von 5 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 50 nm bis 200 nm liegt. Der Kerndurchmesser beträgt vorzugsweise 1 nm bis 300 nm, bevorzugter 2 nm bis 100 nm und insbesondere 3 nm bis 50 nm. Die Größe der magnetischen Nanopartikel liegt somit im Bereich der Größe eines Proteins (5 bis 50 nm) oder eines Virus (20 bis 450 nm) .

Als magnetisierbare Teilchen kommen in erster Linie Metalle sowie Oxide der achten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente in Frage. Bevorzugt ist das Material, aus denen die biokompatiblen, magnetischen Nanopartikel bestehen, aus Eisen (Fe), Gadolinium (Gd) oder deren Oxiden ausgewählt. Insbesondere bevorzugte Materialien sind Magnetit oder seine oxidierte Form, das Maghemit .

Der Kern der magnetischen Nanopartikel ist vorzugsweise von einer Hülle umgeben, wobei oberflächenaktive Substanzen an de- ren Oberfläche adsorbiert oder chemisorbiert sind. Diese Hülle soll verhindern, dass die Partikel agglomerieren oder sedimen- tieren können. Durch die Hüllschicht erhöht sich der Gesamt ^¬ durchmesser der Partikel, welcher zusätzlich noch durch die Wasserbindungskapazität der Hüllmaterialien vergrößert wird. Daher wird der Gesamtdurchmesser in wässriger Lösung als hydrodynamischer Durchmesser angegeben.

Als Hüllmaterialien der Nanopartikel können verschiedene Sub ^¬ stanzen verwendet werden. Für eine Anwendung im medizinischen Bereich müssen diese aber für den Menschen bioverträglich sein. Als Hüllmaterialien werden vorzugsweise Polymere wie Dextran, Carboxydextran, Polyethylenglycol , Stärke oder Albu ^¬ min verwendet. Werden nicht Polymere, sondern biomimetische Monomere wie Lipide, Fettsäuren, Citrat, Myristinsäure oder Laurinsäure als Hülle gewählt, so können noch kleinere Parti ^¬ kel hergestellt werden.

Besonders bevorzugt sind natürlich vorkommende, biokompatible, magnetische Nanopartikel wie Magnetosomen aus magnetotakti ^¬ schen Bakterien, die die Fähigkeit zur Synthese von intrazel ^¬ lulären, membranumschlossenen Partikeln aus Magnetit besitzen. Insbesondere werden Magnetosomen aus Magnetospirillum gryphis- waldense MSR-1, Magnetospirillium magnetotacticum, Magnetospi- rillium spec. AMB-1, magnetischem Kokkus MC-1 oder magnetischem Vibrio MC-1 verwendet. Magnetotaktische Bakterien sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise in Schüler, D., and Köhler, M. (1992) "The isolation of a new magnetic spiril- lum" Zentralbl. Mikrobiol. 147: 150-151, Bazylinski, D.A., Frankel, R.B., und Jannasch, H.W. (1988) "Anaerobic magnetite production by a marine, magnetotactic bacterium" Nature 334: 518-519, Kawaguchi, R., Burgess, J.G., und Matsunaga, T. (1992) "Phylogeny and lös rRNA sequence of Magnetospirillum sp . AMB-1, an aerobic magnetic bacterium" Nucleic. Acids . Res. 20: 1140, Meldrum, F.C., Mann, S., Heywood, B.R., Frankel, R.B., und Bazylinski, D.A. (1993) "Electron-microscopy study of magnetosomes in a cultured coccoid magnetotactic bacterium" P. Roy. Soc. Lond. B. Bio. 251: 231-236, Meldrum, F.C., Mann, S., Heywood, B.R., Frankel, R.B., und Bazylinski, D.A. (1993) "Electron-microscopy study of magnetosomes in 2 cultured vi- brioid magnetotactic bacteria" P. Roy. Soc. Lond. B. Bio. 251: 237-242 sowie Schleifer, K., Schüler, D., Spring, S., Weize- negger, M., Amann, R., Ludwig, W. und Köhler, M. (1991) "The genus Magnetospirillum gen. nov., description of Magneto- spirillum gryphiswaldense sp . nov. and transfer of Aquaspiril- lum magnetotacticum to Magnetospirillum magnetotacticum comb, nov." Syst. Appl . Microbiol. 14: 379-385 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.

In der Diagnostik pathologischer Prozesse werden die erfindungsgemäßen magnetischen Nanopartikel bereits seit einigen Jahren eingesetzt. Von großer Bedeutung ist ihr Einsatz als Kontrastmittel in der Magnetresonanz-Tomographie (MRT) . Bis ^¬ lang zugelassene MRT-Kontrastmittel für Leber und Milz sind unter den Handelsnamen Endorem ^® oder Resovist ^® erhältlich, mit denen sich Lebermetastasen und gering differenzierte Lebertu- more, denen Makrophagen fehlen, gut darstellen lassen. Resovist ^® ist ein Ferrofluid mit einen hydrodynamischen Durchmesser von ca. 60 nm und einen Kerndurchmesser von 3 nm bis 15 nm. Mittlerweile sind neuere Ferrofluide erhältlich, welche aus größeren Partikeln mit hydrodynamischen Durchmessern von 120 nm bis 150 nm bestehen.

Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen biokompatib ^¬ len, magnetischen Nanopartikel von den Zellen aufgenommen.

Erfindungsgemäß werden die biokompatiblen, magnetischen Nanopartikel zur zielgerichteten Bewegung der migrierenden Krebszellen in einem externen Magnetfeld (Magnetotaxis) verwendet, um sie gesammelt einem chirurgischen Eingriff oder Hyperthermie zugänglich zu machen.

Eine mögliche Applikationsform von magnetischen Nanopartikeln besteht in der Gabe direkt in das Gehirn, um zu vermeiden, dass die Nanopartikel durch die Blut-Hirn-Schranke aufgehalten werden. Die mit Partikeln beladenen Zellen können nach der Gabe dann durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes an die Ziel ^¬ region dirigiert werden.

Eine weitere, bevorzugte Möglichkeit besteht darin, spezifi ^¬ sche Antikörper an die Nanopartikel zu koppeln, die an Antige ^¬ ne in der befallenen Region binden. Die Antikörper binden vorzugsweise spezifisch an Oberflächenantigene von Glioblastom- Zellen, ohne dass gesundes Gewebe betroffen wird.