Protein‐basierte Nanopartikel: Von Wirkstofftransport zu Bildgebung, Nanokatalyse und Proteintherapie

Abstract

Proteine und Enzyme sind äußerst vielseitige Biomaterialien, die aufgrund ihrer hohen Spezifität für Rezeptoren und Substrate, ihrer Abbaubarkeit, geringen Toxizität und insgesamt guten Biokompatibilität hervorragend für ein breites Spektrum medizinischer Anwendungen geeignet sind. Durch die Anordnung mehrerer nativer oder modifizierter Proteine zu nanometergroßen Protein‐Nanopartikeln können zusätzliche vorteilhafte Eigenschaften wie eine erhöhte Stabilität im Blutstrom erreicht werden. In diesem Aufsatz konzentrieren wir uns auf künstliche Nanopartikelsysteme, bei denen Proteine das Hauptstrukturelement sind und nicht nur als eingeschlossene Wirkstoffe transportiert werden. Während unter natürlichen Bedingungen lediglich bestimmte Proteine definierte Aggregate und Nanopartikel bilden, können durch chemische Modifikationen oder Veränderungen in der physikalischen Umgebung Nanopartikel aus vielen verschiedenen globulären Proteinen und Enzymen hergestellt werden. Fortschritte bei den Herstellungsmethoden von proteinbasierten Nanopartikeln haben zu einer neuen Generation von Nanosystemen geführt, die über einfache Wirkstofftransporter hinausgehen und vielfältige Anwendungen ermöglichen, wie z.B. gezielte Arzneimittelabgabe, Theranostik, Nanokatalyse und Proteintherapie.