Stabilität, Herausforderungen und Perspektiven von Chitosan für die Delivery von Krebsmedikamenten und geweberegenerativen Wachstumsfaktoren

Im Review Artikel wurden verschiedene Plattformen auf Chitosanbasis zur Drug Delivery vorgestellt. Speziell wurden hier besonders Systeme zur Krebsbehandlung und zur Delivery von Wachstumsfaktoren, die die Geweberegeneration fördern beleuchtet.

Rahman, M.H., Mondal, M.I.H., 2024. Stability, challenges, and prospects of chitosan for the delivery of anticancer drugs and tissue regenerative growth factors. Heliyon 10, e39879. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e39879

 
Wachstumsfaktoren können in Kombination mit Chitosan mittels Hydrogelen, Aerogelen oder durch Mikro/Nanogelen auf Wunden aufgetragen werden, um die Geweberegeneration gezielt zu fördern. Durch die Gele können bspw. der epidermale Wachstumsfaktor (epidermal growth factor; EGF) und der vaskuläre endothelialen Wachstumsfaktor (vascular endothelial growth factor; VEGF) dem Wundgewebe zugeführt werden.

Eine Kombination von Wachstumsfaktoren mit Chitosan kann sich als günstig erweisen, das Chitosan selbst für die Wundheilung förderliche Eigenschaften besitzt. Chitosan wirkt antimikrobiell und antientzündlich. Weiterhin bildet Chitosan eine nicht-Protein-Matrix, die das Gewebewachstum unterstützt. Weiterhin depolymerisiert Chitosan zu N-acetyl-beta-D-Glucosamin, dadurch wird die Fibroblasten Proliferation, die Angiogenese sowie die Collagen Ablagerung in der Wunde vermittelt. Die Wundheilung beschleunigt und die Bildung von Narbengewebe verringert.

Es wurden bereits eine Vielzahl von möglichen Kombinationen von Stoffen mit antitumoraler Wirkung und Chitosan beschrieben, darunter Schwämme, Scaffolds, Nanocarrier, Beads, Filme und Kapseln. Beispielsweise wurden Chitosan Nanopartikel mit 5-Fluorouracil, Paclitaxel oder Doxorubicin beladen.
Nanocarrier verbessern die Bioverfügbarkeit aber auch die Clearance und reduzieren die Zytotoxizität. Eine kontrollierte Freisetzung des Wirkstoffes ist möglich. Die Nebenwirkungen der Behandlung mit Zytostatika könnte so minimiert werden.

Die in vivo Nutzung von Chitosan als Drug Delivery System ist mit einigen Limitationen verbunden. Chitosan weist eine mangelnde Hämokompatibilität auf, aufgrund seiner hämostatischen Eigenschaften besteht das Risiko von Embolien, was die intravenöse Applikation erschweren könnte. Weiterhin besitzen die Nanopartikel nur eine geringe Stabilität. Zudem könnte es zu einer möglichen off-target-Verteilung von mit Zytostatika beladenen Chitosan-Nanocarriern kommen.

Zusammenfassung: Chitosan basierte Drug Delivery Systeme für Wachstumsfaktoren und Krebsmedikamente zeigten vielversprechende Ergebnisse. Sie könnten in Zukunft für die Behandlung von Wunden oder Karzinomen eingesetzt werden.