Von Mikroalgen abgeleitete Nanopartikel schützen die Haut vor Strahlungsschäden

Strahlendermatitis betrifft die Mehrheit der Krebspatienten, die eine Strahlentherapie erhalten, und kann von leichter Rötung bis hin zu schwerem, stark beeinträchtigendem Hautzerfall reichen. Trotz ihrer Häufigkeit bleiben wirksame Präventionsstrategien begrenzt, was vor allem daran liegt, dass strahleninduzierte Schäden komplexe, miteinander verflochtene Signalwege umfassen – darunter oxidativer Stress, mitochondriale Dysfunktion und chronische Entzündung. Eine neue Studie, veröffentlicht in ACS Nano, schlägt eine elegante bioengineering-basierte Lösung für diese klinische Lücke vor.

Das Forschungsteam isolierte natürliche extrazelluläre Vesikel aus Spirulina platensis, einer gut untersuchten essbaren Mikroalge, die für ihre antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften bekannt ist. Diese Vesikel wurden anschließend mit Astaxanthin (AST) beladen, einem leistungsstarken Carotinoид-Antioxidans, das für seine geringe Wasserlöslichkeit und Bioverfügbarkeit bekannt ist. Die Verkapselung in SP-EVs verbesserte die Stabilität und Löslichkeit von AST erheblich, während die eigene biologische Aktivität der Vesikel erhalten blieb – und so ein synergistisches therapeutisches System entstand.

In Zellversuchen schützte SP-EVs@AST vor strahleninduziertem Schaden, indem es reaktive Sauerstoffspezies abfing, das mitochondriale Membranpotenzial und die mitochondriale Funktion wiederherstellte und entzündliche Signalgebung reduzierte. Die mitochondriale Homöostase wird zunehmend als zentraler Knotenpunkt bei Alterung und Gewebsresilienz anerkannt, was ihre Wiederherstellung für die Langlebigkeitswissenschaft besonders relevant macht.

Um die Formulierung in eine praktisch anwendbare Hautbehandlung zu überführen, integrierten die Forschenden SP-EVs@AST in ein dynamisches Hydrogel aus aldehyd-funktionalisierter Hyaluronsäure und Carboxymethylchitosan. Dieser Wundverband ermöglichte eine anhaltende, kontrollierte Freisetzung der therapeutischen Wirkstoffe und zeigte in präklinischen Modellen einen Schutz vor fortschreitendem strahleninduziertem Hautschaden bei guter Langzeit-Biokompatibilität.

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, handelt es sich um eine präklinische Studie, die auf zellbasierten und vermutlich auch auf Tiermodellen beruht. Die klinische Translation wird strenge humane Studien erfordern. Dennoch zeigt die Plattform ein breites Potenzial als natürliches, biokompatibles Trägersystem für schwer lösliche Wirkstoffe in verschiedenen biomedizinischen Anwendungen.