Der Chorion-Allantois-Membran-Assay (CAM-Assay) als in vivo-Modell zur Analyse des Verbleibs applizierter therapeutisch nutzbarer Nanopartikel

Nanopartikel gelten als vielversprechendes Therapeutikum in der Behandlung von Kopf-Hals-Tumoren. Auf dem Weg in die klinische Verwendung ist die Evaluation der Toxizität eine zentrale Hürde. Tierversuche erweisen sich jedoch als enorm kostspielig und sind mit großem bürokratischen Aufwand verbunden. Der Chorion-Allantois-Membran-Assay (CAM-Assay) verspricht eine Alternative: er zeichnet sich durch geringe Kosten, niedrige bürokratische Hürden (kein Ethikvotum) sowie einfache Versuchsbedingungen aus.

Um eine mögliche organspezifische Ablagerung therapeutisch eingesetzter Nanopartikel beurteilen zu können, injizierten wir als Modell eines therapeutisch einsetzbaren Nanopartikels ZnO@SiO₂-Nanopartikel.

Befruchtete Hühnereier wurden inkubiert und im Verlauf geöffnet, sodass sich ein Zugang zur Chorion-Allantois-Membran (Plazentaäquivalent zum Säugetier) bot. An Tag 10 erfolgte die Injektion von ZnO@SiO₂-Nanopartikel (FITC-markiert) bzw. NaCl. Nach 7 und 24h fixierten wir CAM, Gehirn, Herz, Leber und Niere. Die Gewebeproben wurden histologisch aufgearbeitet, mit DAPI gefärbt und mittels Konfokalmikroskopie untersucht.

Wir konnten Ablagerungen von ZnO@SiO₂-Nanopartikel in Herz, Leber und Niere nach 7 bzw. 24h nachweisen, während sich keine Akkumulationen in der CAM und Gehirn zeigten. In Niere und Leber fanden sich regelmäßig abgelagerte Partikel, im Herzen lagen diese nur vereinzelt vor. Die Daten legen nahe, dass sich Nanopartikel vor allem in stark durchbluteten Organen anreichern. Das Gehirn scheint jedoch – vermutlich durch Mechanismen wie die Bluthirnschranke – ausreichend geschützt zu sein.

Unsere Versuche zeigen, dass der CAM-Assay ein vielversprechendes Modell zur Analyse des Verbleibs und möglicherweise auch der Toxizität therapeutisch eingesetzter Nanopartikel ist.

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Publication Date:
23 April 2019 (online)