Quality requirements for nanomedicines: Filling the gaps – das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen

Wir gratulieren Dr. Ines Nikolic zur erfolgreichen Bearbeitung des Projekts „Quality requirements for nanomedicines: Filling the gaps“, das von der Frankfurt Foundation Quality of Medicines gefördert wurde. Die Arbeit hat sie als Postdoc in der Arbeitsgruppe von Prof. Gerrit Borchard, Universität Genf, durchgeführt.

In der ersten Phase wurde von Dr. Nikolic eine umfassende Literaturrecherche vorgenommen. Der resultierende Übersichtsartikel wurde in den Archives of Pharmacy veröffentlicht. Diese Arbeit bewertet kritisch den Stand der Forschung, identifiziert zentrale Wissenslücken und definiert die experimentelle Strategie sowie die übergeordneten Forschungsfragen des Projekts. Letztere wurden in drei Aufgabenfeldern bearbeitet.

Im nächsten Schritt wurde eine kritische und praxisorientierte Auswahl von Charakterisierungsverfahren festgelegt. Die dynamische Lichtstreuung (DLS) in Kombination mit der kryogenen Transmissionselektronenmikroskopie (Kryo-TEM) wurde als zuverlässiges Kernverfahren zur Charakterisierung der Nanopartikelgröße identifiziert. Techniken mit zunehmender analytischer Komplexität wie die analytische Ultrazentrifugation (AUC), die asymmetrische Feldflussfraktionierung (AF4) und die Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) lieferten wertvolle ergänzende Informationen zu den Partikeleigenschaften. Diese fortschrittlichen Methoden bieten zwar während der Entwicklungsphasen oder für vergleichende Studien nicht-biologischer komplexer Arzneimittel tiefe Einblicke, das aktuelle Projekt hat jedoch gezeigt, dass sie für routinemäßige Qualitätskontrollzwecke nicht unbedingt erforderlich sind.

Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wurde eine internationale Laborvergleichsstudie mit fünf Institutionen und sechs Messgeräten durchgeführt, die konkrete Best-Practice-Empfehlungen zur Nanopartikelgrößenbestimmung formulierte und deren zentrale Bedeutung für Qualitäts- und Zulassungsbewertungen in der Nanomedizin belegte. Die Ergebnisse wurden im International Journal of Pharmaceutics veröffentlicht.

Eine weitere Fragestellung konzentrierte sich auf die biorelevante Charakterisierung der Produkte, wobei die Wechselwirkungen von Nanopartikeln mit Biomolekülen (Proteinen, Humanserum) und die Entwicklung von Toxizitätstests behandelt wurden, die speziell für die Bewertung von Nanoarzneimitteln angepasst sind. In diesem Rahmen wurden von Dr. Nikolic zwei Standardarbeitsanweisungen für Nanomedikamente entwickelt und optimiert: ein Laktatdehydrogenase-Freisetzungstest und ein auf Propidiumiodid basierender Test. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden in Drug Delivery and Translational Research veröffentlicht.

Alle Projektziele wurden somit erfolgreich erreicht und führten zu einem umfassenden physikalisch-chemischen und biologischen Datensatz für ausgewählte Nanopartikelsysteme. Die Publikationen können bei der FFQM angefordert werden.

Institutionen, die in das Projekt einbezogen waren:

Fakultät für Pharmazeutische Wissenschaften, Universität Genf (Genf, Schweiz) – Institut für Pharmazeutische Wissenschaften der Westschweiz

Fakultät für Pharmazie, Universität Belgrad (Belgrad, Serbien)

Zentrum für Mikroelektronische Technologien, Institut für Chemie, Technologie und Metallurgie, Universität Belgrad (Belgrad, Serbien)

Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), St. Gallen, Schweiz

Die Forschung wurde zusätzlich vom Gemeinsamen Forschungszentrum der Europäischen Kommission, Labor für Nanobiotechnologie (Ispra, Italien), unterstützt.