title: Preparation and optimization of PLGA nanoparticles loaded with cholesterol
Creators: name: Gstöttenbauer, Birgit
Publisher: name: :none
Year: 2013

description: Die therapeutische Gabe von Cholesterol spielt vor allem bei neurodegenerativen Erkrankungen, wie Chorea Huntington, Alzheimer und Parkinson eine wichtige Rolle, wie mehrere Studien belegen. Das größte Problem bei der Therapie dieser Erkrankungen stellt die Blut-Hirn-Schranke dar, da diese weitgehend den Transport von aktiven Substanzen wie Cholesterol oder andere Wirkstoffen ins Zentralnervensystem unterbindet. Daher gelten nicht invasive Therapien mit Arzneiformen wie Nanopartikeln, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden können, als zukunftsweisend. Im Rahmen dieser Arbeit wurden unterschiedliche Nanopartikel-Chargen mit dem Ziel hergestellt möglichst große Mengen an Cholesterol einzukapseln. Dabei wurde versucht, die Parameter für die Nanopräzipitation als Herstellungsprozess zu optimieren. Zusätzlich wurden unterschiedliche Polymer/Cholesterol-Verhältnisse und Aufreinigungsprozesse untersucht, um die geeignetste Produktionsmethode zu finden. Die höchste Verkapselungseffizienz wiesen die Nanopartikel mit einem Polymer-Cholesterol Verhältnis von 1:100 (G/G) auf, wobei keine signifikanten Unterschiede nach unterschiedlichen Aufreinigungsparametern beobachtet wurden. Die beste Möglichkeit Nanopartikel aufzubewahren stellt die Lyophilisation dar. Jedoch muss auch eine problemlose Redispergierbarkeit gewährleistet sein. Als mögliche und etablierte Cryo- und Lyoprotektoren wurden PVA und Trehalose untersucht. Obwohl PVA bessere Eigenschaften zeigte, ist aufgrund der fehlenden Unbedenklichkeit bei der humanen Gabe Trehalose der Vorzug zu geben. Weiterführende Studien an der Universität Mailand bewiesen, dass diese Nanopartikel zwar in der Lage sind, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, aber aufgrund ihrer hohen Stabilität Cholesterol nicht in therapeutisch relevanten Mengen freisetzen. Daher wurden zwei Modifikationen untersucht, um die Freisetzungsrate zu erhöhen: erstens wurden Nanopartikel aus einem niedermolekularen Polymer (Resomer® 502) hergestellt und zweitens wurden Formulierungen mit Zucker als Porenbildner produziert. Hierbei wurde der Zucker entweder nur der organischen oder beiden Phasen während der Herstellung zugesetzt. Durch den Zusatz des hydrophilen Hilfsstoffes sollte der Eintritt von Wasser und die Quellbarkeit des Polymers erhöht werden, was letztlich in einer beschleunigten Freisetzung von Cholesterol resultieren sollte Um diese Theorie zu bekräftigen sind jedoch noch Freisetzungsuntersuchungen und gleichzeitig eine Entwicklung einer sensitiveren Quantifizierungsmethode für Cholesterol notwendig, die während meines Aufenthaltes nicht mehr möglich waren.
description: The implementation of cholesterol, with the addition of exogenous cholesterol in the CNS appears as a feasible approach for the combined treatment of Huntington's disease. Unfortunately, the cholesterol does not pass the blood-brain barrier (BBB) in therapeutically relevant amounts. Considering the non-invasive approach, nanocarriers, and particularly polymeric nanoparticles could be employed to deliver exogenous cholesterol into the brain. During my work different NPs were prepared with the aim to encapsulate as much cholesterol as possible. It was tried to elaborate an optimized encapsulation process. This was done by changing several parameters of the working process and considering small differences of the prepared NPs. After fine-tuning parameters and emerging the method with highest encapsulation efficiency of cholesterol, the next aim was to disclose the most appropriate additive for storage of frozen NPs and to resuspension. Finally, in an attempt to improve the release rate of cholesterol the impact of different kinds of sugar was investigated.