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Nanopartikeltransport durch die menschliche Plazenta

 

Mit Hilfe eines Modells zeigten Peter Wick und sein Team, dass bestimmte Nanopartikel in Abhängigkeit ihrer Grösse und Oberflächenstruktur die Gewebeschranke einer menschlichen Plazenta durchqueren können. Die Forscher untersuchten ausserdem mögliche schädigende Wirkungen der Nanopartikel auf die Zellen im Plazentagewebe.

Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

Der Mensch ist seit jeher einer Vielzahl von Partikeln ausgesetzt, dazu gehören zum Beispiel Luftschadstoffe. Es ist bekannt, dass solche Partikel einen Einfluss auf die Schwangerschaft und Entwicklung des Kindes haben können. Mit zunehmender Anwendung von synthetischen Nanomaterialien in Konsum- und Medizinprodukten stellt sich die Frage, ob auch diese Nanopartikel durch die Plazenta diffundieren und allenfalls gesundheitliche Auswirkungen auf den Fötus haben könnten. Epidemiologische Studien sowie Untersuchungen an Tieren und Zellen haben bereits gezeigt, dass Nanopartikel je nach Expositionweg für den Menschen potenziell toxisch sein können.

Peter Wick und sein Team nutzten das sogenannte Plazentatransfusionsmodell, mit welchem man den Transport von Substanzen oder Partikel zwischen Mutter und Kind optimal untersucht werden kann. Sie markierten Polystyrol-Partikel mit einem fluoreszierenden Farbstoff und konnten so beobachten, wie die Partikel durch die Plazenta transportiert werden. Sie analysierten, ob dieser Transport durch die Grösse und Oberflächenstrukturen der Nanopartikel beeinflusst wird. Ausserdem untersuchten sie, ob die Nanopartikel das Plazentagewebe schädigen.

Resultate

Die Untersuchungen am Plazentamodell zeigten, dass die Polystyrol-Nanopartikel die Plazenta durchdringen können und dass das Ausmass und die Geschwindigkeit dieses Transport von der Grösse der Nanopartikel abhängig ist. Unabhängig von der Grösse der Nanopartikel war der Transport stark reduziert, wenn die Oberfläche der Nanopartikel mit Carboxyl- oder Aminogruppen verändert wurde. Alle untersuchten Nanopartikel sammelten sich in der Plazenta an. Es konnte jedoch keine schädigende Wirkung der angesammelten Nanopartikel auf die Zellen der Plazenta beobachtet werden.

Bedeutung

Die gewonnenen Erkenntnisse können genutzt werden, um neue Produkte mit dem Ansatz "Sicherheit durch Design" zu entwickeln, zum Beispiel für die therapeutische Behandlung schwangerer Frauen oder ungeborener Kinder. Medikamente, die für die Mutter wirksam sein sollen, aber nicht in den Kreislauf des Kindes gelangen dürfen, könnten mit Nanopartikeln verbunden werden, welche die Plazenta nicht passieren können. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für die Behandlung bakterieller Infektionen, Diabetes und anderer Krankheiten während der Schwangerschaft. Umgekehrt könnte das hier erlangte Wissen später auch dazu dienen, Medikamente zu entwickeln, die in Verbindung mit Nanopartikeln ganz spezifisch und effizient zum Fötus transportiert werden.

Originaltitel

Nanoparticle Transpsort Across the Human Placenta

Projektleitung

  • Dr. Peter Wick

Weitere Gesuchstellende

  • Prof. Ursula von Mandach

 

 

Weitere Informationen zu diesem Inhalt

 Kontakt

Dr. Peter Wick Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) Lerchenfeldstrasse 5 9014 St. Gallen +41 71 274 76 84 peter.wick@empa.ch