Glucose-Oxidase-Liposomen zur Therapie der septischen Granulomatose: In-vitro-Funktionalität, Granulozyten-Targeting und Wirkung im Organismus

Bei Patienten mit Septischer Granulomatose sind die Granulozyten aufgrund einer defekten NADPH-Oxidase nicht mehr in der Lage reaktive Sauerstoffverbindungen (H2O2, HOCl) zu bilden, um phagozytierte Erreger wie Bakterien oder Pilze abzutöten. Die zelluläre Produktion von reaktiven Sauerstoffverbindungen und die damit verbundene mikrobizide Eigenschaft der Zellen soll durch die Aufnahme von Glucose-Oxidase-Liposomen (GOL) in die Zellen über Phagozytose wiederhergestellt werden. Zunächst sollte die Zubereitungsform durch Lyophilisation stabilisiert werden. Es gelang nicht zu verhindern, dass während des Lyophilisations- und Redispergierungsprozesses 30-40 der in den Liposomen verkapselten GO freigesetzt wurden. Aus diesem Grund wurde von einer Lyophilisation abgesehen. Über die beiden bildgebenden Verfahren Elektronenmikroskopie und Konfokale Lasermikroskopie wurden die Ergebnisse von in vitro Tests bestätigt: Die Liposomen wurden durch die Zielzellen, die Granulozyten, aufgenommen und lagen innerhalb der Zellen in räumlicher Nähe zu ebenfalls phagozytierten Keimen vor, was die Wirkung der GOL begünstigt. Erste vorklinische Untersuchungen an Wildtyp-Mäusen ergaben folgende Ergebnisse: Die Liposomen werden nach i.v.-Gabe schnell aus dem Blutkompartiment eliminiert und reichern sich hauptsächlich in Leber und Milz an. Auch aus den in vivo Daten geht eine Aufnahme der Liposomen in die Phagozyten hervor. Unerwünschte Nebenwirkungen wie Hypoglykämie und Methämoglobinämie wurden im Tierversuch nicht beobachtet. Aktivitätsstudien zeigten, dass die liposomale GO eine viel geringere Aktivität zeigte, als freie GO. Dies beruht darauf, dass die Lipiddoppelmembran eine Permeationsbarriere für das Substrat Glucose darstellt. Die Permeation der Glucose durch die Lipidbilayer wurde bei verschiedenen Konzentrationen durch „on“- und „off“-Kinetik ermittelt und mit der liposomalen Enzymkonzentration korreliert.