DE102009013456A1 - New nanoparticle, comprising core and immobilized ligand (for G-protein coupled receptor) in its surface, useful e.g. in drug targeting and tumor therapy, where the nanoparticle e.g. binds to cells having appropriate receptor to the ligand - Google Patents

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Abstract

Nanoparticle, comprising a core and at least one immobilized ligand (for G-protein coupled receptor) in its surface, is new, where the nanoparticle: binds to the cells having the appropriate receptor to the ligand; has higher affinity for the receptor than the free ligand; and can be internalized into the cell as a function of ligand (agonist) or remains on the cell surface (antagonist). ACTIVITY : Cytostatic. MECHANISM OF ACTION : None given.

Description

Stand der TechnikState of the art

Zellen sind die kleinsten noch lebensfähigen Untereinheiten in Geweben und Organen. In diesem Zusammenhang spielen sie eine herausragende Rolle bei einer Reihe von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen. Maligne Erkrankungen sind beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass das gesunde Gewebe sukzessive durch Tumorzellen infiltriert und schließlich durch Tumorgewebe ersetzt werden. Im Bereich der Gewebeheilung und der regenerativen Medizin spielen Zellen eine herausragende Rolle indem Sie für die Gewebeneubildung verantwortlich sind. Für alle diese Prozesse ist es von größter Bedeutung, dass eine Zelle mit Ihrer Umwelt kommunizieren kann. Die Kommunikation mit der Umwelt entscheidet beispielsweise darüber ob eine Zelle sich weiter teilt oder nicht. Die Kommunikation mit ihrer Umwelt entscheidet häufig auch darüber, welchen Phänotyp eine Zelle ausbildet. Darüber hinaus führt die Präsenz oder die Freisetzung entsprechender Signalmoleküle in oder aus einem Gewebe auch dazu dass eine Zelle sich an das Gewebe anheftet oder in dieses Gewebe einwandert. Zellen nehmen ihre Umwelt über einer Reihe von Mechanismen wahr. Im einfachsten Fall sind es die physikochemischen Eigenschaften der Zelloberfläche die für die Kommunikation mit der Umgebung genutzt werden, so zum Beispiel die auf der Zelloberfläche vorhandene Ladung, oder das Vorhandensein entsprechender lipophiler Flächen. Erstere führen zu elektrostatischen Interaktionen, während letztere über van der Waals Kräfte mit dem außenzellulären Bereich in Wechselwirkung treten. Um ihre komplexen biologischen Aufgaben erfüllen zu können sind diese Mechanismen der Kommunikation für eine Zelle allerdings nicht ausreichend. Insbesondere fehlt bei einer Wahrnehmung der Umwelt über ausschließlich physikalisch chemische Interaktionen eine ausreichend hohe Spezifität. Letztere wird im Bereich der zellulären Kommunikation durch sogenannte Rezeptoren erreicht. Diese bestehen aus Proteinen, die nach dem Schlüssel-Schloss Prinzip in der Lage sind ganz spezifische Liganden zu binden. Liganden (Schlüssel) sind Moleküle, die entweder natürlich im Gewebe vorkommen, oder synthetische Moleküle (z. B. Arzneistoffe) die an einen Rezeptor (Schloss) binden. Rezeptoren sind spezifische Strukturen, zumeist Glykoproteine, an der Zellmembran oder im Zytoplasma. Damit es zu einer spezifischen Bindung kommen kann verfügt der Ligand über eine solche räumliche Struktur und über solche physikochemischen Eigenschaften, dass er an eine komplementäre Zielstruktur des Rezeptors anbinden kann.cell are the smallest yet viable subunits in Tissues and organs. In this context they play an outstanding Role in a number of physiological and pathophysiological Processes. Malignant diseases are characterized, for example, by that the healthy tissue successively infiltrated by tumor cells and finally be replaced by tumor tissue. In the area Tissue healing and regenerative medicine play cells one prominent role in responsible for tissue regeneration are. It is the greatest of all these processes Meaning that a cell can communicate with your environment. For example, communication with the environment decides about it whether a cell divides further or not. Communication with their environment often decides which one Phenotype forms a cell. Furthermore leads the presence or the release of appropriate Signal molecules in or out of a tissue also to that a cell adheres to or invades the tissue. Cells perceive their environment through a variety of mechanisms. In the simplest case, it is the physicochemical properties the cell surface for communication with environment, such as those on the cell surface existing charge, or the presence of corresponding lipophilic Surfaces. The former lead to electrostatic interactions, while the latter about van der Waals forces interacts with the extracellular region to step. To fulfill their complex biological tasks to be able to communicate these mechanisms of communication one cell, however, is not enough. In particular, missing a perception of the environment exclusively physicochemical interactions have a sufficiently high specificity. The latter is going through in the field of cellular communication reached so-called receptors. These consist of proteins that according to the key-lock principle are capable of quite specific Bind ligands. Ligands (keys) are molecules, either naturally occurring in the tissue, or synthetic Molecules (eg drugs) attached to a receptor (lock) tie. Receptors are specific structures, mostly glycoproteins, at the cell membrane or in the cytoplasm. To make it a specific The ligand has one such spatial structure and over such physicochemical Properties that he attached to a complementary target structure of Can bind the receptor.

In vielen Fällen sind Rezeptoren an der Zelloberfläche lokalisiert, so dass der Ligand direkt aus dem Medium heraus, in dem sich die Zelle befindet an den Rezeptor binden kann. Viele Rezeptoren sind in der Lage nach Bindung eines Liganden über sog. Signaltransduktionskaskaden Information in die Zelle weiterzuleiten, so dass in der Zelle ein spezifisches biologisches Programm angestoßen wird. Liganden die in der Lage sind nach Bindung an den Rezeptor Information in den Zellkern zu übertragen, bezeichnet man als Agonisten. Solche, die an den Rezeptor binden, ohne dass es zu einer Informationsübertragung sondern zu einer Blockade des Rezeptors kommt, bezeichnet man als Antagonisten. Es ist offensichtlich, dass sich Rezeptoren hervorragend für die Arzneimitteltherapie eignen, indem man Liganden (entweder Agonisten oder Antagonisten) entwickelt, die in einem Kollektiv von Zellen eine spezifische biologische Antwort hervorrufen. Die Stärke der Bindung (Affinität) eines Liganden für den Rezeptor lässt sich über den sog. Kd-Wert und den Ki-Wert ausdrücken. Die Dissoziationskonstante, den Kd-Wert, erhält man aus Ligand-Bindungsstudien. Er ist ein Maß für die Affinität des Liganden am Rezeptor. Er gibt diejenige Konzentration des Liganden an, bei dem die Zahl der freien (ungebundenen) Ligandmoleküle gleich der Zahl der im Ligand-Rezeptor-Komplex gebundenen Ligandmoleküle ist. Die Potenz eines Antagonisten wird durch den Ki-Wert beschrieben. Er ist die Gleichgewichtskonstante des Inhibitors und lässt sich aus der Konzentration an Inhibitor berechnen, bei der 50% des am Rezeptor gebundenen Liganden aus der Bindung verdrängt werden.In many cases, receptors are located on the cell surface so that the ligand can bind directly to the receptor from the medium in which the cell resides. Many receptors are able to transmit information into the cell after binding of a ligand via so-called signal transduction cascades, so that a specific biological program is triggered in the cell. Ligands capable of transmitting information to the nucleus upon binding to the receptor are called agonists. Those that bind to the receptor without causing a transfer of information but a blockade of the receptor are called antagonists. It is evident that receptors are eminently suitable for drug therapy by developing ligands (either agonists or antagonists) that elicit a specific biological response in a collective of cells. The strength of the binding (affinity) of a ligand for the receptor can be expressed via the so-called K d value and the K i value. The dissociation constant, the K d value, is obtained from ligand-binding studies. It is a measure of the affinity of the ligand at the receptor. It indicates that concentration of the ligand in which the number of free (unbound) ligand molecules is equal to the number of ligand molecules bound in the ligand-receptor complex. The potency of an antagonist is described by the K i value. It is the equilibrium constant of the inhibitor and can be calculated from the concentration of inhibitor at which 50% of the receptor bound ligand is displaced from the binding.

Es ist offensichtlich, dass Rezeptoren oder andere Proteine an der Zelloberfläche für die Zellerkennung eine große Rolle spielen. So können beispielsweise Antikörper, die immer an das für sie spezifische Antigen binden, dazu genutzt werden Zellen zu markieren, die das Antigen an der Zelloberfläche präsentieren. Viren nutzen ähnliche Mechanismen der Erkennung, um an ihre Zielzelle zu binden. In der Arzneimitteltherapie hat sich daraus über die vergangenen Jahrzehnte das Konzept des sog. Drug Targetings entwickelt. Darunter versteht man den zielgerichteten Transport einer biologisch aktiven Entität vorzugsweise eines Arzneistoffs. Hierbei werden nur solche Zellen von einer biologisch aktiven Entität erkannt und angesteuert, die ein definiertes Merkmal tragen. Vorzugsweise verwendete Erkennungsstrukturen für die biologisch aktiven Materialien sind Proteine respektive Rezeptoren auf der Zelloberfläche, die von Antikörpern oder Liganden erkannt werden.It is obvious that receptors or other proteins at the Cell surface for cell recognition a big one Role-play. For example, antibodies, which always bind to the specific antigen for them, in addition cells are used to label the antigen on the cell surface. Viruses use similar mechanisms of detection to to bind their target cell. In the drug therapy has become over the past decades the concept of so-called drug targeting developed. By this one understands the purposeful transport a biologically active entity, preferably a drug. In this case, only such cells from a biologically active entity detected and controlled, which carry a defined feature. Preferably used recognition structures for the biologically active Materials are proteins and receptors on the cell surface, respectively be recognized by antibodies or ligands.

Das Drug Targeting spielt nicht nur eine Rolle für die zielgerichtete Verabreichung einzelner biologisch aktiver Moleküle, sondern in noch größerem Maß für die gezielte Anbindung von kolloidalen- oder sog. Nanoteilchen an Zellen. Darunter versteht man Teilchen im Größenbereich kleiner 1000 nm, wie sie dem Fachmann beispielsweise als Liposomen, Nanopartikel, Nanokapseln, lineare- und verzweigte Polymere, Blockcopolymere, Dendrimere, Nanokristalle, Nanogele, Mizellen bekannt sind. Das Targeting von Nanoteilchen bietet den Vorteil, dass man darin ggf. eingeschlossene oder daran angebundene biologisch wirksame Substanzen direkt an die Zielzelle bringen kann. Dies eignet sich besonders für solche Moleküle, die sich beispielsweise aufgrund geringer chemischer Stabilität, als reine Substanz im Organismus nicht verabreichen lassen, oder die aufgrund ungünstiger physikochemischer Eigenschaften nicht an die Zielzelle binden, weil sie sich vorzugsweise in andere Gewebe des Körpers nach Applikation verteilen. Weitere Gründe für das Targeting von Nanoteilchen, wie zum Beispiel eine Verringerung der Toxizität, die Überwindung spezieller Barrieren, wie der Blut-Hirn-Schranke, die Verabreichung von Nukleinsäuren sind dem Fachmann bestens bekannt. Nanoteilchen, die Antikörper zur Antigenbindung oder Liganden zur Rezeptorbindung an der Oberfläche tragen, sind zur spezifischen Erkennung bestimmter Zellen zwar geeignet, allerdings handelt es sich um große Moleküle, die den Durchmesser des Nanoteilchen teilweise stark vergrößern, darüber hinaus ist von Antikörpern bekannt, dass sie immunogen sein können. Die Erkennung und Detektion von bestimmten Zellarten kann nach dem aktuellen Stand der Technik über markierte Nanopartikel erfolgen, wobei hier zum Beispiel fluoreszierende oder radioaktiv markierte Partikel zum Einsatz kommen. Hier kommen zum Beispiel fluoreszierende Halbleiter-Nanokristalle, sogenannte Quantenpunkte zum Einsatz. Alternativ dazu kommen markierte Liganden zum Einsatz. Solche Partikel, die Zellen spezifisch binden eignen sich besonders für diagnostische Zwecke.Drug targeting not only plays a role in the targeted delivery of individual biologically active molecules, but to an even greater extent for the targeted attachment of colloidal or so-called nanoparticles to cells. This is understood to mean particles in the size range smaller than 1000 nm, such as those skilled in the art, for example, as liposomes, nanoparticles, nanocapsules, linear and branched polymers, block copolymers, dendrimers, nanocrystals le, nanogels, micelles are known. Nanoparticle targeting has the advantage of being able to deliver any entrapped or attached biologically active substances directly to the target cell. This is particularly suitable for those molecules which, for example, can not be administered as a pure substance in the organism due to their low chemical stability, or which do not bind to the target cell because of unfavorable physicochemical properties because they preferentially disperse into other tissues of the body after application. Other reasons for targeting nanoparticles, such as reducing toxicity, overcoming specific barriers such as the blood-brain barrier, administering nucleic acids, are well known to those skilled in the art. Although nanoparticles carrying antibodies for antigen binding or ligands for receptor binding on the surface are suitable for the specific recognition of certain cells, although they are large molecules that partially enlarge the diameter of the nanoparticles, in addition, antibodies are known to can be immunogenic. The detection and detection of certain types of cells can be carried out according to the current state of the art via labeled nanoparticles, in which case, for example, fluorescent or radioactively labeled particles are used. Here, for example, fluorescent semiconductor nanocrystals, so-called quantum dots are used. Alternatively, labeled ligands are used. Such particles that specifically bind cells are particularly useful for diagnostic purposes.

Die spezifische Bindung von Nanoteilchen über einen Liganden an Rezeptoren spielt eine Rolle für die Aufnahme von Nanoteilchen in eine Zelle. Der Vorteil des Vorgehens besteht darin, dass biologisch aktive Moleküle, so selektiv in die Zielzelle eingeschleust werden können. Zu diesen Molekülen zählen beispielsweise solche, die aufgrund ungünstiger physikochemischer Eigenschaften wie zum Beispiel ungünstiger Größe oder von Ladung nicht in die Zelle aufgenommen werden können, oder toxischer Substanzen wie man sie in der Krebstherapie verwendet, die außerhalb des Zielgebietes gesundes Gewebe schädigen und deshalb selektiv in Tumorzellen freizusetzen sind. Partikel können bis heute alternativ dazu mittels physikalischer Verfahren, wie Mikroinjektion, Elektroporation oder über Endozytose, Pinozytose und Phagozytose – also die biologisch vermittelte Einstülpung der Zellmembran – in Zellen eingebracht werden. In vielen Fällen kann bei den genannten Verfahren nicht zwischen verschiedenen Zelltypen unterschieden werden. Die Ansteuerung von zelltyp-spezifischen Oberflächenstrukturen, über eine Antikörper vermittelte Bindung führt in der Regel nicht zu einer Aufnahme der Partikeln, die in diesem Falle lediglich an der Zellmembran gebunden sind. In der Literatur ist beschrieben, wie Partikeln über Rezeptoren in Zellen eingeschleust werden können. Beispiele für solche Rezeptoren sind Transferrin-, Folsäure- und Wachstumsfaktoren wie zum Beispiel EGF. Diesen Rezeptoren ist jedoch gemein, dass sie nicht spezifisch auf bestimmten Zelltypen vorkommen, da diese Rezeptoren an grundlegenden zellulären Prozessen beteiligt sind, wie die Aufnahme von essentiellen Stoffen oder Zellproliferation.The specific binding of nanoparticles via a ligand At receptors plays a role for the uptake of nanoparticles in a cell. The advantage of the procedure is that biologically active Molecules are selectively introduced into the target cell can. These molecules include, for example those due to unfavorable physicochemical properties such as unfavorable size or of charge can not be absorbed into the cell, or toxic substances such as those used in cancer therapy, the damage healthy tissue outside the target area and therefore to be selectively released into tumor cells. particle can until today alternatively by means of physical Procedures, such as microinjection, electroporation or over Endocytosis, pinocytosis and phagocytosis - ie the biological mediated invagination of the cell membrane - in cells be introduced. In many cases can be mentioned at the Procedures can not be distinguished between different cell types. The control of cell-type-specific surface structures, via a Antibody-mediated binding does not usually result to a recording of the particles, in this case only to are bound to the cell membrane. The literature describes How particles are introduced into cells via receptors can. Examples of such receptors are transferrin, folic acid and growth factors such as EGF. This is the receptors however, they mean that they are not specific to certain cell types occur because these receptors are fundamental to cellular Processes involved, such as the absorption of essential substances or cell proliferation.

Wie oben dargestellt, ist die Anbindung von Liganden an die Oberfläche von Nanopartikeln eine ausgezeichnete Option zur Markierung von Zellen für diagnostische Zwecke oder im Rahmen einer Internalisierung der Partikel auch für eine spezifische Therapie von Zellen im Rahmen des Drug Targetings. Trotz dieser Optionen und obwohl dem Fachmann eine Reihe von erfolgreichen Ligand/Rezeptorkombinationen aus der Literatur bekannt sind [ Young 2006 und U.S. Patent Nr. 20040219205 ], ist die Technologie nicht ausgereift und weist gravierende Schwächen auf:

  • • Die Erkennung von Zellen über den Transferrin- oder Folsäurerezeptor ist zwar möglich, erlaubt aber kaum die Erkennung spezifischer Zellen, da die Rezeptoren nahezu ubiquitär auf allen Zellen des menschlichen Organismus vorkommen. Ähnliches gilt mit gewisser Einschränkung auch für den EGF Rezeptor.
  • • Die Verwendung von Liganden die aus Peptiden oder Proteinen bestehen ist für ein Targeting mit Nanopartikeln nur eingeschränkt möglich. Im Rahmen der Applikation der Nanoteilchen über den Blutkreislauf oder durch deren Injektion ins Gewebe werden Teilchen und Ligand dem biologischen Milieu ausgesetzt das reich an Enzymen wie Proteasen oder Peptidasen ist, die den Liganden spalten und damit für eine Bindung unwirksam machen können.
  • • Im Rahmen des Targetings von Nanoteilchen spielt die Affinität des Liganden eine große Rolle. Zahlreiche Liganden verfügen über keine ausreichende Affinität zum Rezeptor, um sich an der Zielzelle zu verankern. Potente Substanzen erfordern für eine spezifische Bindung Affinitäten mit Ki bzw. Kd Werten im vorzugsweise im nanomolaren Bereich. Besonders bevorzugt ist eine Affinität im Bereich kleiner 100 nanomolar. Ganz besonders bevorzugt sind Liganden mit Affinitäten kleiner 10 nanomolar.
  • • Die Bindung eines Nanoteilchens über einen immobilisierten Liganden an den Rezeptor der Zielzelle für diagnostische Zwecke erfordert nicht, dass der Rezeptor aktiviert wird. Im Falle des EGF kann eine solche Aktivierung des Rezeptors sogar höchst unerwünscht sein, da eine Aktivierung u. a. die Zellvermehrung als biologische Antwort auslösen kann, was im Falle einer Tumorzelle obsolet ist. Es ist für Nanoteilchen unklar ob es möglich ist die biologische Antwort zu unterdrücken.
  • • Das Einschleusen eines Nanoteilchens in die Zelle nach ligandvermittelter Bindung an den Rezeptor erfordert, dass der Komplex aus Nanoteilchen und Rezeptor internalisiert wird. Es ist für viele Nanoteilchen unklar ob es möglich ist, diese in die Zelle einzuschleusen. Ob es ein Größenausschlusskriterium gibt, ist nicht bekannt.
As indicated above, the attachment of ligands to the surface of nanoparticles is an excellent option for labeling cells for diagnostic purposes or, as part of internalizing the particles, also for specific therapy of cells in the context of drug targeting. Despite these options, and although a number of successful ligand / receptor combinations are known to the skilled person from the literature [ Young 2006 and US Patent No. 20040219205 ], the technology is not mature and has serious weaknesses:
  • • The recognition of cells via the transferrin or folic acid receptor is possible, but hardly allows the recognition of specific cells, since the receptors occur almost ubiquitously on all cells of the human organism. The same applies with some restrictions also for the EGF receptor.
  • • The use of ligands consisting of peptides or proteins is limited for targeting with nanoparticles. As part of the application of the nanoparticles via the bloodstream or by their injection into the tissue particles and ligands are exposed to the biological environment that is rich in enzymes such as proteases or peptidases, which can cleave the ligand and thus make it ineffective for binding.
  • • In the context of nanoparticle targeting, the affinity of the ligand plays a major role. Many ligands lack sufficient affinity for the receptor to anchor to the target cell. Potent substances require affinities with K i or K d values, preferably in the nanomolar range, for specific binding. Particularly preferred is an affinity in the range of less than 100 nanomolar. Very particular preference is given to ligands having affinities of less than 10 nanomolar.
  • • The binding of a nanoparticle via an immobilized ligand to the receptor of the target cell for diagnostic purposes does not require that the receptor is activated. In the case of EGF, such activation of the receptor may even be highly undesirable, since activation may, inter alia, trigger cell proliferation as a biological response, which is obsolete in the case of a tumor cell. It is unclear to nanoparticles whether it is possible to suppress the biological response.
  • • The introduction of a nanoparticle into the Cell after ligand-mediated binding to the receptor requires that the nanoparticle-receptor complex be internalized. It is unclear for many nanoparticles whether it is possible to introduce them into the cell. Whether there is a size exclusion criterion is not known.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die vorliegende Erfindung beschreibt spezifisch bindende Nanoteilchen, die diagnostischen oder therapeutischen Zwecken dienen können. Die Nanoteilchen enthalten entweder einen Arzneistoff oder eine Substanz für die Erkennung des Partikels über ein geeignetes analytisches oder diagnostisches Verfahren, wie beispielsweise einen Fluorophor, eine radioaktive Substanz oder magnetisch aktives Material. An der Teilchenoberfläche befindet sich der Ligand der die Bindung an den Rezeptor vermittelt. Ligand kann jeglicher natürliche, wie auch synthetische Stoff sein, der spezifisch an einen bestimmten G-Protein-gekoppelten Rezeptor (GPCR) oder GPCR-Subtyp bindet.The present invention describes specific binding nanoparticles, which can serve diagnostic or therapeutic purposes. The nanoparticles contain either a drug or a drug Substance for the detection of the particle over a suitable analytical or diagnostic method, such as a fluorophore, a radioactive substance or a magnetically active one Material. At the particle surface is the ligand which mediates binding to the receptor. Ligand can be any natural, as well as synthetic substance that is specific to a particular G protein-coupled receptor (GPCR) or GPCR subtype binds.

Als Nanoteilchen kann jegliche feste wie auch halbfeste Entität, vorzugsweise mit einer Größe von 1–1000 nm, betrachtet werden. Für die vorliegende Erfindung erscheinen für eine effiziente Aufnahme der Partikel in die Zelle Partikelgrößen vornehmlich in einer Größenordnung unter 200 nm geeignet zu sein. Ganz besonders geeignet sind Nanoteilchen mit einer Größe kleiner als 100 nm. Dies gilt insbesondere für Teilchen, die in die Zelle aufgenommen werden sollen. Dabei kann das Nanoteilchen aus einem oder mehreren Stoffen zusammengesetzt sein, bzw. auch im inneren eine oder mehrere Gasphasen enthalten. Einem solchen Teilchen kann ein pharmakologisch und/oder toxikologisches Agens eingebracht werden, um physiologische und pathophysiologische Vorgänge in Zellen zu manipulieren. Ebenfalls können dem Nanoteilchen Stoffe eingebracht werden, die es erlauben, die Zellen im Sinne diagnostischer Anwendungen detektierbar zu machen, bzw. um physiologische und pathophysiologische Vorgänge in Zellen zu untersuchen oder erkennbar zu machen. Die genannten, dem Nanoteilchen eingebrachten Eigenschaften können dem Partikel auch aufgrund seiner Natur bereits innewohnen (wie z. B. Paramagnetismus, Photolumineszenz, Relaxation, hohe Elektronendichte, Radioaktivität). Beispiele für solche Teilchen sind Metall Nanopartikel wie Goldnanopartikel sowie deren radioaktive Isotope, fluoreszierende Halbleiter wie Quantenpunkte, magnetische Eigenschaften tragen beispielsweise Nickel oder Kobalt-Nanopartikel oder superparamagnetische Eisenoxid Nanopartikel (Spions). Darüberhinaus sind Positronen-Emissions-Tomographie aktive Gadolinium-Nanopartikel bekannt. Photolumineszenz kann bei Germanium Nanopartikeln beobachtet werden. Das Nanoteilchen kann damit insgesamt als Sensor fungieren. Ziel kann es sein, gesunde oder erkrankte Zellen und Gewebe sichtbar zu machen, sowie physiologische oder pathophysiologische Vorgänge und Zustände im Inneren von Zellen zu untersuchen oder sichtbar zu machen. Als Beispiel seien Sonden zur Messung oder zum Nachweis von pH-Werten, Ionen- oder Enzymkonzentrationen genannt. Zur Sichtbarmachung von Zellen und Organen sei beispielsweise die Erkennung und Sichtbarmachung von Tumoren und Mikromethastasen genannt. Der Vorteil der Erfindung besteht darin dass die gemessenen Werte an biologisch klar definierten Stellen erhoben werden.When Nanoparticles can be any solid or semisolid entity, preferably with a size of 1-1000 nm, to be considered. For the present invention appear for efficient uptake of the particles into the cell Particle sizes primarily in an order of magnitude below 200 nm to be suitable. Especially suitable are nanoparticles with a size smaller than 100 nm. This is true especially for particles that are taken up in the cell should be. The nanoparticle can consist of one or more Be composed of substances, or in the interior one or more Contain gas phases. Such a particle may be a pharmacologically and / or toxicological agent be introduced to physiological and to manipulate pathophysiological processes in cells. Likewise, substances can be introduced into the nanoparticle which allow the cells in the sense of diagnostic applications detectable, or physiological and pathophysiological To investigate processes in cells or to make them recognizable. The mentioned, the nanoparticles introduced properties can inherent in the particle because of its nature (such as z. B. paramagnetism, photoluminescence, relaxation, high electron density, Radioactivity). Examples of such particles are metal nanoparticles such as gold nanoparticles and their radioactive Isotopes, fluorescent semiconductors such as quantum dots, magnetic Properties carry, for example, nickel or cobalt nanoparticles or superparamagnetic iron oxide nanoparticles (spies). Furthermore are positron emission tomography active gadolinium nanoparticles known. Photoluminescence can be observed with germanium nanoparticles become. The nanoparticle can thus act as a sensor overall. The goal may be to see healthy or diseased cells and tissues visible as well as physiological or pathophysiological processes and examine states inside cells or visible close. As an example, probes for measurement or detection of pH, ion or enzyme concentrations. For visualization For example, cells and organs are recognition and visualization called by tumors and micromethastases. The advantage of the invention is that the measured values are biologically well defined Jobs are raised.

Alternativ zu oben dargestellten analytischen Anwendungen im Bereich des Imagings und der Biosensorik und Diagnostik umfasst die Erfindung auch Partikel, die mit pharmakologisch oder toxikologisch wirksamen Stoffen beladen sind oder aus einem oder mehreren solcher Stoffe bestehen. Diese können verwendet werden, um gesunde oder erkrankte Zellen zielgerichtet zu manipulieren oder zu therapieren („Drug Targeting”). Als Wirkstoffe eignen sich insbesondere hochpotente Pharmazeutika der Tumortherapie wie zum Beispiel: Alkylantien (N-Lost Derivate, Nitrosoharnstoffe, Aziridine oder Platin-Komplexe), zytostatisch wirkende Antibiotika (Anthracycline, Mitoxantron oder Bleomycin), Substanzen mit inhibitorischer Wirkung auf die Tubulin- (Vinca-Alkaloide, Taxol, Epothilon) und Topoisomerasefunktion (Topotecan, Irinotecan, Amsacrin), Antimetabolite (Mercaptopurin, Thioguanin, Fluoruracil, Methotrexat), Arzneistoffe zur Behandlung endokriner Funktionen (Estrogene, Antiestrogene, Gestagene, Androgene, Antiandrogene, Aromataseinhibitoren oder Glucocorticoide) oder Stoffe zur Modulation intrazellulärer Signaltrasduktionsmechanismen, hier zum Beispiel Aktivatoren des Zelltods (Apoptose). Eine weitere geeignete Wirkstoffgruppe sind Nukleinsäuren im Bereich der Gentherapie. Hierbei steht zum Beispiel der Transport von Antisense-Oligonukleotiden, si-RNA, Plasmiden, Viren oder halbsynthetischen Viren ins Zellinnere im Fokus. Weiterhin stehen Stoffe zur Immuntherapie im Fokus. Der Ligand kann an der Oberfläche des Nanoteilchens kovalent oder über andere Bindungsmechanismen (elektrostatisch, über Komplexbindung oder van der Waals Kräfte) direkt, oder über einen Spacer gebunden sein. Spacer, wie zum Beispiel Poly(ethylenglykole) (PEG) bieten den Vorteil, dass sie die räumliche Mobilität des Liganden erhöhen und dadurch die Bindung erleichtern. Gleichzeitig können sie dafür sorgen, dass es im Organismus zu keiner Adsorption von Proteinen und damit zu einer Maskierung des Liganden und damit keiner spezifischen Bindung mehr kommt. Als Spacer eignen sich neben PEGs und ähnlich gearteten Substanzen wie z. B. Polypropylenglykolen, Polyethylenglykol/Polypropylen-glykol-Copolymer, Polyethylenglykol/Polypropylenglykol/Polyethylenglykol-Copolymer, Polybutylenglykol zum Beispiel folgende synthetische Polymere: Polyester (Polyäpfelsäure, Polyweinsäure, Poly-α-hydroxyester), Poly-ε-caprolacton, Polyamid, Polyphosphazen, Polyanhydrid, Polydioxanon, Polyorthoester, Polycarbonat, Polyacrylsäure, Polyether, Polyurethane, Polyamide, Polyanhydride, verzweigtes und unverzweigtes Polyethyleneimin, Dendrimere (z. B. Polyamidoamidine), Polyvinylalkohol, Blockcopolymere aus den genannten Polymeren (wie beispielsweise Polymilchsäure-co-glykolsäure), Polysaccharide, Peptide oder Proteine. Weiter können zum Beispiel Mercaptoalkansäure oder Dihydroliponsäure zum Einsatz kommen. Neben synthetischen Polymeren können auch natürliche und halbsynthetische Polymere, wie Gelatine, Hyaluronsäure, Nucleinsäuren, Chitosane und andere verwendet werden. Der Ligand soll vorzugsweise an die Bindungssteile(n) der natürlichen Rezeptorliganden binden, kann aber auch an andere Domänen binden, wie z. B. üblich für Antikörper. Des Weiteren sind auch Kombinationen aus mehreren verschiedenen Liganden, sowie Kombinationen mit Molekülen, die an andere Strukturen an Zelloberflächen binden möglich. Dies kann beispielsweise dazu dienen, die Spezifizität für bestimmte Zelltypen zu erhöhen, bzw. die Effizienz zur Einbringung in Zellen zu modulieren, vorzugsweise zu erhöhen. Die Dichte der Liganden pro Nanoteilchen beträgt mindestens 1 Molekül/800000 nm2 Oberfläche und vorzugsweise mindestens 1–100 Moleküle/1200 nm2 Oberfläche. Bevorzugt sind Liganddichten von mindestens 100 Moleküle/1200 nm2 Oberfläche. Ganz besonders bevorzugt sind Liganddichten von mindestens 10000 Moleküle/1200 nm2 Oberfläche. Die Obergrenze der Liganddichte bestimmt sich durch die Zahl der Bindungsstellen am Partikel und die sterischen Effekte zwischen den Liganden an der Partikeloberfläche. Charakteristisch für die Nanoteilchen im Sinne der Erfindung ist damit eine Anzahl von mindestens 1 Liganden pro Nanoteilchen.As an alternative to the above-described analytical applications in the field of imaging and biosensing and diagnostics, the invention also encompasses particles which are loaded with pharmacologically or toxicologically active substances or consist of one or more such substances. These can be used to purposefully manipulate or treat healthy or diseased cells ("drug targeting"). Particularly suitable as active ingredients are highly potent pharmaceuticals of tumor therapy such as, for example: alkylating agents (N-lost derivatives, nitrosoureas, aziridines or platinum complexes), cytostatic antibiotics (anthracyclines, mitoxantrone or bleomycin), substances having an inhibitory effect on tubulin (Vinca Alkaloids, taxol, epothilone) and topoisomerase function (topotecan, irinotecan, amsacrine), antimetabolites (mercaptopurine, thioguanine, fluorouracil, methotrexate), drugs for the treatment of endocrine functions (estrogens, antiestrogens, gestagens, androgens, antiandrogens, aromatase inhibitors or glucocorticoids) or substances for the modulation of intracellular signal transduction mechanisms, here for example activators of cell death (apoptosis). Another suitable drug group are nucleic acids in the field of gene therapy. Here, for example, the transport of antisense oligonucleotides, si-RNA, plasmids, viruses or semi-synthetic viruses inside the cell is in focus. Furthermore, substances for immunotherapy are in focus. The ligand may be covalently attached to the surface of the nanoparticle or via other binding mechanisms (electrostatic, via complex binding or van der Waals forces) directly, or via a spacer. Spacers, such as poly (ethylene glycols) (PEG), offer the advantage of increasing the steric mobility of the ligand, thereby facilitating binding. At the same time, they can ensure that there is no longer any adsorption of proteins in the organism and thus masking of the ligand and thus no specific binding. Suitable spacers are PEGs and similar substances such. For example, polypropylene glycols, polyethylene glycol / polypropylene glycol copolymer, polyethylene glycol / polypropylene glycol / polyethylene glycol copolymer, polybutylene glycol, for example, the following synthetic polymers: polyester (polyamic acid, poly tartaric acid, poly-α-hydroxyester), poly-ε-caprolactone, polyamide, polyphosphazene, polyanhydride, polydioxanone, polyorthoesters, polycarbonate, polyacrylic acid, polyethers, polyurethanes, polyamides, polyanhydrides, branched and unbranched polyethylenimine, dendrimers (eg polyamidoamidines) , Polyvinyl alcohol, block copolymers of said polymers (such as polylactic acid-co-glycolic acid), polysaccharides, peptides or proteins. Further, for example, mercaptoalkanoic acid or dihydrolipoic acid can be used. Besides synthetic polymers, natural and semi-synthetic polymers such as gelatin, hyaluronic acid, nucleic acids, chitosans and others can also be used. The ligand should preferably bind to the binding moieties of the natural receptor ligands, but may also bind to other domains, e.g. B. common for antibodies. Furthermore, combinations of several different ligands, as well as combinations with molecules that bind to other structures on cell surfaces are possible. This can serve, for example, to increase the specificity for certain cell types, or to modulate, preferably to increase, the efficiency for introduction into cells. The density of the ligands per nanoparticle is at least 1 molecule / 800,000 nm 2 surface and preferably at least 1-100 molecules / 1200 nm 2 surface area. Ligand densities of at least 100 molecules / 1200 nm 2 surface are preferred. Very particular preference is given to ligand densities of at least 10,000 molecules / 1,200 nm 2 surface area. The upper limit of the ligand density is determined by the number of binding sites on the particle and the steric effects between the ligands on the particle surface. Characteristic of the nanoparticles according to the invention is therefore a number of at least 1 ligand per nanoparticle.

Die maximale Dichte der Liganden auf einem Nanopartikel ist durch den Raumbedarf der Liganden beschränkt. Für eine möglichst starke spezifische Bindung der Partikel an Zellen, die den oder die korrespondierenden GPCR an der Zelloberfläche aufweisen, kann eine möglichst hohe Anzahl von Liganden vorteilhaft sein.The maximum density of ligands on a nanoparticle is determined by the Space requirement of ligands limited. For as possible strong specific binding of the particles to cells containing the or have the corresponding GPCR on the cell surface, can maximize the number of ligands advantageous be.

Die kleinstmögliche Ligandendichte beträgt ein Ligand pro Partikel. Je nachdem, welcher Aufnahmeweg für die Internalisierung der Partikel im Einzelfall von der Zelle eingeschlagen wird, kann eine geringe Ligandendichte die Partikelaufnahme positiv beeinflussen.The smallest possible ligand density is a ligand per particle. Depending on which intake route for internalization the particle is hit in a particular case by the cell can a low ligand density positively influence particle uptake.

Das vorliegende System stellt darüberhinaus eine neues pharmakologisches Prinzip dar. Durch die Anbindung des Liganden an die Oberfläche eines Nanoteilchens ändern sich seine physikochemischen Eigenschaften. Dadurch kann sich die Qualität der Bindung des Liganden an den Zielrezeptor ändern. Darüber hinaus ist es möglich, dass das Nanoteilchen durch die Belegung mit mehreren Liganden mehrere Rezeptoren gleichzeitig binden kann. Damit kommt es zu einer neuen Qualität der Rezeptorbindung, die sich in veränderten Kd und Ki- Werten niederschlagen kann d. h. es steigt die Affinität eines Partikels zum Rezeptor im Vergleich zum freien Ligand. Bevorzugt ist eine Steigerung um den Faktor 1,1–108. Besonders bevorzugt ist eine Steigerung um den Faktor 2–106. Ganz besonders bevorzugt ist eine Steigerung im Bereich um den Faktor 103–105. Man kann davon ausgehen, dass es damit auch zu einer unterschiedlichen Pharmakokinetik und einem qualitativ anderen intrazellulären Signal im Vergleich zu einem freien Liganden kommen kann. Damit stellen die erfindungsgemäßen Nanoteilchen für den betreffenden Rezeptor neue Arzneistoffe dar.In addition, the present system represents a new pharmacological principle. By attaching the ligand to the surface of a nanoparticle, its physicochemical properties change. This may alter the quality of binding of the ligand to the target receptor. In addition, it is possible that the nanoparticle can bind several receptors simultaneously by occupying multiple ligands. This results in a new quality of receptor binding, which can be reflected in altered K d and K i values, ie the affinity of a particle to the receptor increases in comparison to the free ligand. Preference is given to an increase by a factor of 1.1-10 8 . Particularly preferred is an increase by a factor of 2-10 6 . Very particularly preferred is an increase in the range by a factor of 10 3 -10 5 . It can be assumed that this can lead to a different pharmacokinetics and a qualitatively different intracellular signal compared to a free ligand. Thus, the nanoparticles according to the invention represent new drugs for the respective receptor.

Die Probleme, die durch die Erfindung gelöst, werden und die im Rahmen der Entwicklung überraschend festgestellten Eigenschaften der Erfindung sind nachfolgend dargestellt:The Problems that are solved by the invention, and the in the context of development surprisingly established properties of the invention are shown below:

Steigerung der Spezifität:Increase in specificity:

Das Problem der nach dem derzeitigen Stand der Technik mangelhaften Spezifität der Bindung von Nanoteilchen an eine Zielzelle wird gelöst durch die ligandvermittelte Bindung von Nanoteilchen an einen Rezeptor einer spezifischen Rezeptorklasse. Bei den membranständigen Rezeptoren unterscheidet man verschiedene Typen, wobei die wichtigsten Rezeptorproteinkinasen, ligandgesteuerte Ionenkanäle und G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) sind. Im Rahmen der Erfindung kommen Liganden zum Einsatz, die an Rezeptoren der Klasse der GPCRs binden. GPCR zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Verteilung im Organismus sehr gut erforscht und die Rezeptorexpression für bestimmte Zellarten sehr charakteristisch ist. Sie sind damit im Gegensatz zu anderen Targets nicht ubiquitär auf vielen Zelltypen zu finden. Derzeit kennt man etwa 800 GPCRs im menschlichen Organismus, die sich für eine Bindung von Nanoteilchen im Sinne der Erfindung eignen. Eine Steigerung der Spezifität, d. h. der Bindung des Nanoteilchen an einen bestimmten Zelltyp, kann dadurch erreicht werden, dass das Nanoteilchen in der Lage ist an mehrere verschiedene Rezeptoren eines Zelltyps gleichzeitig zu binden. Dazu muss das Nanoteilchen mehrere unterschiedliche Liganden tragen. Beispiele für GPCRs, an die eine Bindung möglich ist, sind dem Fachmann aus der Literatur besten bekannt. So eignen sich im Sinne der Erfindung beispielsweise die GPCRs der Klassen A–C, die sich bei Wirbeltieren finden. Beispiele hierfür sind die Serotonin-, Acetylcholin-, Adenosin-, Adrenalin-, Angiotensin, Bradykinin-, Cholecystokinin-, Bombesin-, Histamin-, Dopamin-, Endothelin-, Galanin-, Leukotrien-, Cannabinoid-, Chemokin-, Melanin-, Melatonin-, Melanocortin-, Neurotensin-, Opioid-, Orexin-, P2Y-, Prostanoid-, Relaxin-, Somatostatin-, Tachykinin-, Urotensin-, Vasopressin-, Calcitonin-, Glucagon-, Parathyroidhormon-, GABA-, Glutamat- oder Neuropeptid-Y-Rezeptoren. Eingeschlossen sind auch sämtliche Subtypen, Splicevarianten und Mutationen. Die Forschung im Gebiet der GPCRs ist noch nicht beendet und es werden immer neue Typen und Subtypen verschiedener GPCRs bekannt, auch diese werden durch die vorliegende Erfindung eingeschlossen.The problem of the current art deficient specificity of binding of nanoparticles to a target cell is solved by the ligand-mediated binding of nanoparticles to a receptor of a specific receptor class. There are several types of membrane-bound receptors, the most important being receptor protein kinases, ligand-gated ion channels, and G-protein coupled receptors (GPCRs). In the context of the invention ligands are used which bind to receptors of the class of GPCRs. GPCRs are characterized by the fact that their distribution in the organism is very well researched and that receptor expression is very characteristic of certain cell types. In contrast to other targets, they are not ubiquitous on many cell types. Currently, about 800 GPCRs are known in the human organism which are suitable for binding nanoparticles in the sense of the invention. Increasing the specificity, ie binding of the nanoparticle to a particular cell type, can be achieved by allowing the nanoparticle to bind to several different receptors of a cell type simultaneously. For this, the nanoparticle must carry several different ligands. Examples of GPCRs to which attachment is possible are well known to those skilled in the literature. For example, within the meaning of the invention, the GPCRs of classes A-C which are found in vertebrates are suitable. Examples include the serotonin, acetylcholine, adenosine, adrenaline, angiotensin, bradykinin, cholecystokinin, bombesin, histamine, dopamine, endothelin, galanin, leukotriene, cannabinoid, chemokine, melanin , Melatonin, melanocortin, neurotensin, opio id, orexin, P2Y, prostanoid, relaxin, somatostatin, tachykinin, urotensin, vasopressin, calcitonin, glucagon, parathyroid hormone, GABA, glutamate or neuropeptide Y receptors. Also included are all subtypes, splice variants and mutations. Research in the field of GPCRs is still ongoing and ever new types and subtypes of various GPCRs are becoming known, and these too are included by the present invention.

Die Spezifizität der Nanoteilchen im Sinne der Erfindung kann für einen bestimmten Zelltyp, auch gesteigert werden, indem weitere Strukturen außer GPCRs an den Oberflächen der Zellen durch die Partikel erkannt werden, bzw. zusätzliche Endozytosemechanismen angesteuert werden. Hierbei kann neben mehreren verschiedenen GPCRs auch eine auch eine Kombination aus Liganden für GPCRs und anderen Stoffen verwendet werden, die eine Bindung an und/oder Internalisierung mittels geeigneter Zelloberflächenstrukturen vermitteln können. Solche Stoffe können organischer, wie anorganischer, natürlicher oder synthetischer Natur sein. Als Beispiele seien Antikörper, Lektine, Rezeptorliganden, Polysaccheride, Aminosäuresequenzen, synthetische oder natürliche Polymere (wie beispielsweise Polyethylenimine oder Gelatine), genannt.The Specificity of the nanoparticles in the sense of the invention can for a particular cell type, also increased by additional structures except GPCRs on the surfaces the cells are recognized by the particles, or additional Endocytosis mechanisms are controlled. Here, in addition to several various GPCRs also have a combination of ligands used for GPCRs and other substances that have a Binding to and / or internalization by means of suitable cell surface structures can convey. Such substances can be organic, like inorganic, natural or synthetic nature be. Examples include antibodies, lectins, receptor ligands, polysaccharides, Amino acid sequences, synthetic or natural Polymers (such as polyethyleneimines or gelatin), called.

Problem der begrenzten Stabilität von Liganden im biologischen MilieuProblem of limited stability of ligands in the biological environment

Die Verwendung von GPCR als Target bringt dramatische Vorteile was die Stabilität der zum Einsatz kommenden Liganden für das Targeting betrifft. So sind dem Fachmann aus der Literatur im Rahmen der Arzneistoffforschung der letzten 100 Jahre zahlreiche Substanzen bekannt die an GPCR binden und dabei eine hervorragende Stabilität im menschlichen oder tierischen Organismus besitzen. Die zur Anwendung kommenden Nanoteilchen sollen über bis zu 72 Stunden im menschlichen Organismus zirkulieren, vorzugsweise über 24 Stunden und ganz besonders bevorzugt über bis zu 12 Stunden. Damit sind Liganden bevorzugt, die eine Halbwertzeit in derselben zeitlichen Größenordnung haben. Unter den zahlreichen Liganden, die für GPCR bekannt sind, gibt es zahlreiche nichtpeptidische Liganden, die über eine ideale Stabilität, und damit Halbswertzeit verfügen und damit für die vorstehend genannten Zwecke geeigneterweise ausgewählt werden können. (Anmerkung: oder ähnlicher Wortlaut unter bezugnahme auf unser Telefonat)The Using GPCR as a target brings dramatic benefits to the target Stability of the used ligands for the targeting concerns. Thus, the expert from the literature in the Framework of drug discovery of the last 100 years numerous Known substances that bind to GPCR and doing an excellent Possess stability in the human or animal organism. The nanoparticles used are to be used up to circulate to 72 hours in the human organism, preferably over 24 hours and most preferably over up to 12 Hours. Thus, ligands are preferred which have a half-life in of the same order of magnitude. Under the numerous ligands known for GPCR There are numerous nonpeptidic ligands that have an ideal Stability, and thus have half-life and thus suitably for the purposes mentioned above can be selected. (Note: or similar Wording with reference to our telephone call)

Problem der mangelnden Affinität von Nanoteilchen für die ZielzelleProblem of lack of affinity of nanoparticles for the target cell

Zahlreiche Substanzen, die sich grundsätzlich für die Verwendung als Liganden eignen, verfügen lediglich über eine eingeschränkte Affinität für den Rezeptor. Damit müssen hohe Dosen an Substanz appliziert werden, damit ausreichend viel Substanz an den Rezeptor binden kann. Dies betrifft auch Liganden, die an Nanoteilchen angebunden werden um mit Rezeptoren zu interagieren. Es wurde überraschend gefunden, dass durch die Anbindung mehrerer Liganden auf einem Nanopartikel die Affinität zum Rezeptor um den Faktor 105 gesteigert werden kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, niedrig affine Substanzen für das Targeting einzusetzen und die Anreicherung am Rezeptor nochmals deutlich zu steigern, ohne die Dosierung der Partikel zu erhöhen.Many substances that are generally suitable for use as ligands have only a limited affinity for the receptor. Thus, high doses of substance must be administered so that enough substance can bind to the receptor. This also applies to ligands that are attached to nanoparticles to interact with receptors. It has surprisingly been found that the binding of several ligands on a nanoparticle, the affinity for the receptor by a factor of 10 5 can be increased. This opens up the possibility of using low-affinity substances for targeting and significantly increasing the accumulation at the receptor without increasing the dosage of the particles.

Problem des Immobilisierens und Vermeidung der Internalisierung diagnostischer Teilchen an der ZelloberflächeProblem of immobilization and avoidance the internalization of diagnostic particles on the cell surface

Gem. Stand der Literatur lässt sich eine Internalisierung von Nanopartikeln durch eine Zielzelle unterdrücken, indem man die Zelle bei Temperaturen deutlich unter 37°C kultiviert. Veröffentlichungen, die über die Bindung von Nanopartikeln an Zellen über GPCR berichten, beschreiben in diesem Zusammenhang beispielsweise Temperaturen von 4°C [ Young 2006 ]. Während dies das Arbeiten in Zellkultur bereits einschränkt, ist es für Anwendungen am Tier oder Mensch ein untaugliches Prinzip. Ebenfalls kommt eine Gabe von Substanzen zur Hemmung einer Internalisierung, wie z. B. Chlorpromazin, Amilorid oder Methyl-β-cyclodextrin, welche in Zellkultur verwendet werden, in vivo nicht in Betracht. Damit besteht für die Immobilisierung von Teilchen an Zelloberflächen zu diagnotischen Zwecken das Problem der ungewünschten Internalisierung. Dies lässt sich vermeiden, indem man Antagonisten als Liganden für die Anbindung zum Einsatz bringt. Antagonisten sind dafür bekannt, dass sie bei GPCR üblicherweise keine Internalisierung des Rezeptors zur Folge haben.According to the literature, internalization of nanoparticles by a target cell can be suppressed by cultivating the cell at temperatures well below 37 ° C. In this context, publications describing the binding of nanoparticles to cells via GPCR describe temperatures of 4 ° C [ Young 2006 ]. While this already limits working in cell culture, it is an unsuitable principle for animal or human applications. Also comes a dose of substances to inhibit internalization, such. As chlorpromazine, amiloride or methyl-β-cyclodextrin, which are used in cell culture, in vivo not into consideration. Thus, immobilization of particles on cell surfaces for diagnostic purposes poses the problem of unwanted internalization. This can be avoided by using antagonists as ligands for the binding. Antagonists are known to have usually no internalization of the receptor in GPCR.

Da für GPCR sowohl Agonisten als auch Antagonisten zur Verfügung stehen, die beide an den Rezeptor binden aber entweder zur Internalisierung führen (Agonist) oder zum Verbleib an der Zelloberflächen (Antagonist) lässt sich der Rezeptor als ,logisches Element' bzw. ,logischer Schalter' verwenden. D. h. Nanopartikel werden nur internalisiert wenn Sie einen GPCR-Liganden für einen Rezeptor auf einer Zelle tragen und wenn es sich bei dem Liganden um einen Agonisten handelt. Es handelt sich damit um eine klassische ,Und-verknüfte Aussage' im Sinne der Aussagenlogik. Damit könnten GPCR beispielsweise dazu benutzt werden Nanoteilchen zu sortieren in solche, die keinen Liganden für den GPCR tragen und damit weder an der Zelle haften noch internalisiert werden, solche die einen Antagonisten tragen und damit an der Zelloberfläche haften und solche die einen Agonisten tragen und damit in die Zelle aufgenommen werden.There for GPCR both agonists and antagonists are available both bind to the receptor but either lead to internalization (Agonist) or to remain on the cell surface (antagonist) the receptor can be described as a 'logical element' or more logical Use switch '. Ie. Nanoparticles are only internalized if you have a GPCR ligand for a receptor on a cell and if the ligand is an agonist. It is a classic, and-linked Statement 'in the sense of propositional logic. This could GPCR For example, nanoparticles can be sorted into those that do not carry ligands for the GPCR and thus neither adhere to the cell nor be internalized, such as wear an antagonist and thus on the cell surface and those who carry an agonist and thus taken into the cell become.

Im Sinne der Erfindung können solche Interaktionen dadurch getriggert werden, dass der aktive Ligand erst im Rahmen einer Anwendung in Zellkultur oder im menschlichen oder tierischen Organismus aus einem Vorläufermolekül entsteht. Dafür lassen sich Prodrugs als Liganden einsetzen, die dem Fachmann dadurch bekannt sind, dass sie im biologischen Milieu durch passive Mechanismen wie beispielsweise Hydrolyse, oder aktiv Mechanismen wie enzymatische Reaktionen so ihre Struktur ändern, dass sie zu einer Bindung an den Rezeptor in der Lage sind. Damit lässt sich die Bindung des Teilchens beispielsweise in Abhängigkeit der Gegenwart von Enzymen steuern, was zahlreiche diagnostische und therapeutische Anwendungen finden kann.in the According to the invention, such interactions can thereby be triggered that the active ligand only in the context of an application in cell culture or in the human or animal organism a precursor molecule arises. Therefore Prodrugs can be used as ligands, which the skilled person characterized are known to be in the biological environment through passive mechanisms such as hydrolysis, or active mechanisms such as enzymatic Reactions so change their structure that they become a bond are able to the receptor. This can be the Binding of the particle, for example, depending on the presence of enzymes control what's numerous diagnostic and therapeutic Applications can find.

Problem der gezielten Internalisierung von Nanoteilchen in Zellen und Einfluss der TeilchengrößeProblem of targeted internalization of nanoparticles in cells and influence of particle size

Sollen Nanoteilchen in die Zelle eingeschleust werden, besteht das Problem, dass sie nach der Bindung an den Rezeptor internalisiert werden müssen. Agonistische Liganden bieten den Vorteil, dass sie als freie Moleküle (ohne Bindung an einen Nanopartikel) durch die Internalisierung mit dem Rezeptor internalisiert werden. Im Rahmen der Erfindung wurde überraschend gefunden, dass diese Internalisierung auch stattfindet, wenn der Agonist an ein Nanoteilchen gebunden ist. Dabei müssen die Teilchen kleiner als 500 nm sein. Vorzugeweise sind die Teilchen kleiner als 150 nm. Ganz besonders bevorzugt werden Teilchen aufgenommen, die kleiner als 100 nm sind. Sollen die Teilchen mir einem Wirkstoff beladen werden, sollte ihre Größe 100 nm nicht überschreiten, und insbesondere in einem Bereich zwischen 50 und 100 nm liegen.Should Nanoparticles are introduced into the cell, the problem is that they must be internalized after binding to the receptor. Agonistic ligands offer the advantage of being free molecules (without binding to a nanoparticle) through internalization be internalized with the receptor. Within the scope of the invention it was surprisingly found that this internalization also occurs when the agonist is bound to a nanoparticle is. The particles must be smaller than 500 nm. Preferably, the particles are smaller than 150 nm. Very special Preferably, particles are taken which are smaller than 100 nm. Should the particles be loaded with an active ingredient, theirs should be Size does not exceed 100 nm, and especially in a range between 50 and 100 nm.

Pharmakologische Eigenschaften der erfindungsgemäßen NanoteilchenPharmacological properties of the invention nanoparticles

Da Nanoteilchen im Sinne der Erfindung einen oder mehre Typen von Ligand an der Oberfläche tragen, welche selbst pharmakologische oder toxikologische Wirkungen besitzen können, kann die Erfindung dazu benutzt werden, um die Wirkung der Liganden zu modifizieren (im Vergleich zu den einzeln applizierten Liganden). Dadurch entstehen neue Arzneistoffe. Dabei können mehrere Gegebenheiten ausgenutzt werden:
Die Liganden können in ihrem biopharmazeutischen Profil modifiziert werden. Beispielsweise können nur gering bioverfügbare aktive pharmazeutische Agenzien besser bioverfügbar gemacht werden durch die Wahl eines geeigneten Partikels. Ebenso kann der Partikel, an dem die Liganden immobilisiert sind, die Verteilung der Liganden im Körper gezielt beeinflussen. Beispielsweise kann auf diese Art verhindert werden, dass die Liganden biologische Barrieren überschreiten, jenseits derer die Anwesenheit der Liganden unerwünscht ist (Blut-Hirn-Schranke, Plazentarschranke, lokale Applikationen in Magen-Darm-Trakt, Körperöffnungen u. ä.). Selbiges gilt auch für dem Partikel innewohnende therapeutische und diagnostische Prinzipien.Since nanoparticles according to the invention carry one or more types of ligand on the surface, which may themselves have pharmacological or toxicological effects, the invention can be used to modify the effect of the ligands (in comparison to the individually applied ligands). This creates new drugs. Several circumstances can be exploited:
The ligands can be modified in their biopharmaceutical profile. For example, only low bioavailable active pharmaceutical agents can be made more bioavailable by choosing a suitable particle. Likewise, the particle on which the ligands are immobilized can specifically influence the distribution of the ligands in the body. For example, it is possible in this way to prevent the ligands from exceeding biological barriers beyond which the presence of the ligands is undesirable (blood-brain barrier, placental barrier, local applications in the gastrointestinal tract, body orifices and the like). The same applies to the particle's inherent therapeutic and diagnostic principles.

Die erfindungdgemäße Anbringung von mehreren Liganden auf der Partikeloberfläche führt lokal zu einer modifizierten, in der Regel verstärkten, pharmakologischen Wirkung führen, wobei hier sowohl eine Anpassung der Zahl der Liganden pro Partikel als auch die Verwendung mehrerer verschiedener Liganden nutzbar gemacht werden kann. Im Rahmen der Erfindung wurde überraschend entdeckt, dass sich Nanoteilchen schlechter von einem Antagonisten aus der Rezeptorbindung drängen lassen, als der freie Ligand.The Invention according to the invention of several ligands on the particle surface leads locally to one modified, usually fortified, pharmacological Effect, here both an adjustment of the number the ligands per particle as well as the use of several different Ligands can be harnessed. Within the scope of the invention has been surprising discovered that nanoparticles get worse from an antagonist from receptor binding, as the free ligand.

Einschleusen von Partikeln in Zellen für mikroskopische ZweckeIntroducing particles into cells for microscopic purposes

Die Internalisierung der Partikel in Zellen kann auch im Bereich der Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM) angewendet werden. Bei der Erstellung dreidimensionaler TEM-Abbildungen (TEM-Tomographie) benötigt man Bezugspunkte in der Zelle, um die abgebildeten Ebenen in einen dreidimensionalen Kontext bringen zu können. Die vorliegende Erfindung stellt solche Bezugspunkte in Zellen dar. Hierfür werden Materialien, hier Nanoteilchen, verwendet, die einen hohen Kontrast liefern, wie zum Beispiel Metall- oder Halbleiter Nanopartikel. Eine weitere Anwendung der Erfindung für die genannte Einbringung von Partikeln in Zellen findet sich im Bereich der Elektronenmikroskopie, im speziellen in der Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM). Um aus TEM-Abbildungen mehrdimensionale, respektive dreidimensionale, Projektionen (TEM-Tomographie) erstellen zu können, sind an den Schnittstellen der Einzelabbildungen Fixpunkte nötig, die eine exakte Konstruktion der Projektionen erlauben. Hierbei sind besonders solche Partikel geeignet, welche einen hohen TEM-Kontrast aufweisen, beispielsweise durch Einbringung von geeigneten Kontrastmitteln in den Partikel oder Verwendung von Metall- oder Halbleiterpartikeln. Die Partikel dienen hierbei als Fixpunkte, um manuell oder automatisiert Einzelabbildungen in korrekter Position aneinanderfügen zu können, um ein mehrdimensionales Bildkonstrukt zu erhalten.The Internalization of the particles in cells can also be found in the field of Transmission Electron Microscopy (TEM) can be applied. at the creation of three-dimensional TEM images (TEM tomography) you need reference points in the cell to the ones pictured To be able to bring levels into a three-dimensional context. The present invention represents such reference points in cells. For this purpose, materials, in this case nanoparticles, are used, which provide a high contrast, such as metal or Semiconductor nanoparticles. Another application of the invention for the mentioned introduction of particles into cells can be found in Field of electron microscopy, especially in transmission electron microscopy (TEM). To make TEM images multidimensional, or three-dimensional, Projections (TEM tomography) to be able to create Fixed points needed at the interfaces of the individual illustrations, which allow an exact construction of the projections. in this connection especially those particles are suitable which have a high TEM contrast have, for example, by introducing suitable contrast agents in the particle or use of metal or semiconductor particles. The particles serve as fixed points to manually or automatically Join individual pictures in the correct position to be able to get a multi-dimensional image construct.

Anwendungsbeispiele:Application examples:

Die folgenden Beispiele zeigen, wie Quantenpunkte mit Liganden für den humanen Neuropeptid Y1-Rezeptor, ein GPCR, modifiziert werden können. Quantenpunkte, Halbleiter Nanokristalle, sind aufgrund ihrer Fluoreszenz interessant für diagnostische Anwendungen. Des Weiteren geben diese Partikel auf Grund ihrer hohen Elektronendichte beispielsweise Kontrast in röntgenbasierter Bildgebung.The following examples show how quantum dots with ligands for the human neuropeptide Y1 receptor, a GPCR can. Quantum dots, semiconductor nanocrystals, are due their fluorescence interesting for diagnostic applications. Furthermore, these particles give due to their high electron density for example, contrast in X-ray based imaging.

Beispiel 1example 1

1 zeigt schematisch, wie Quantenpunkte (Qdot® 655 ITKTM amino PEG, Invitrogen), welche an der Oberfläche amino-PEGs tragen, mit dem Quervernetzer 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexan-1-carbonsäure-3-sulfo-N-hydroxysuccinimidester (sulfo-SMCC) aktiviert wurden, d. h. reaktiv gegenüber Thiolen gemacht wurden. Nach Abtrennung des überschüssigen Quervernetzers wurde entweder mit einem Derivat des Neuropeptid Y ([Lys4(Ac-N-Cys), Arg6, Pro34]pNPY) (Substanz A) oder mit einem thiolhaltigen Derivat des Y1-Rezeptor-Antagonisten BIBP3226 (Substanz B) inkubiert. Nach Aufreinigung der Partikel sind diese bereit für biologische Untersuchungen. 1 shows schematically how the quantum dots (Qdot ® 655 ITK TM amino PEG, Invitrogen) which bear on the surface of amino-PEGs, using the cross-linker 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylic acid 3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester ( sulfo-SMCC) were activated, ie made reactive towards thiols. After removal of the excess cross-linker, either with a derivative of the neuropeptide Y ([Lys4 (Ac-N-Cys), Arg6, Pro34] pNPY) (substance A) or with a thiol-containing derivative of the Y1 receptor antagonist BIBP3226 (substance B) incubated. After purification of the particles they are ready for biological investigations.

Beispiel 2Example 2

Das Anwendungsbeispiel untersucht das Bindungsverhalten von steigenden Mengen an Quantenpunkten, die mit Substanz A modifiziert wurden. Die Partikel wurden mit der Y1-Rezeptor exprimierenden humanen Brustkrebszelllinie MCF-7 bei 23°C inkubiert. Nach Waschen der Zellen wurde die durch die Partikel hervorgerufene Fluoreszenz der Zellen mittels Durchflusszytometrie bestimmt, was der Gesamtpartikelbindung gleichzusetzen ist. Die unspezifische Bindung wurde an Y1-Rezeptor negativen MDA Zellen untersucht. Die resultierende spezifische Bindungskurve (2) weist Sättigung im Bereich von 100 nM auf. Es zeigt sich starke und spezifische Assoziation der Partikel mit den MCF-7 Zellen. Die unspezifische Bindung ist hingegen moderat.The application example examines the binding behavior of increasing amounts of quantum dots modified with substance A. The particles were incubated with the Y1 receptor-expressing human breast cancer cell line MCF-7 at 23 ° C. After washing the cells, the particle-induced fluorescence of the cells was determined by flow cytometry, which is equivalent to total particle binding. Non-specific binding was studied on Y1 receptor negative MDA cells. The resulting specific binding curve ( 2 ) has saturation in the range of 100 nM. There is strong and specific association of the particles with the MCF-7 cells. The non-specific binding, however, is moderate.

Beispiel 3Example 3

Das Beispiel zeigt die kompetitive Hemmung der Rezeptorbindung von Quantenpunkten, modifiziert mit Substanz A, unter Bedingungen wie in Beispiel 2 beschrieben. Dazu wurden 1 nM der Partikel mit MCF-7 Zellen bei 23°C inkubiert, in Anwesenheit steigender Mengen des Y1-Rezeptor Antagonisten (R)-N2-(diphenylacetyl)-N-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-argininamid (BIBP3226).The example shows the competitive inhibition of receptor binding of quantum dots modified with substance A under conditions as described in example 2. For this purpose, 1 nM of the particles were incubated with MCF-7 cells at 23 ° C, in the presence of increasing amounts of the Y 1 receptor antagonist (R) -N 2 - (diphenylacetyl) -N - [(4-hydroxyphenyl) methyl] arginine amide (BIBP3226).

3 zeigt, wie Quantenpunkte mittels BIBP3226 aus ihrer Bindung an MCF-7 Zellen verdrängt werden können. Das Signal konnte durch die Anwesenheit hoher Mengen (10 mM) von BIBP3226 nahezu auf Kontrollniveau gesenkt werden. Die Bindung der Partikel an die Zellen ist als Resultat der spezifischen Bindung an die Y1-Rezeptoren anzusehen. 3 shows how quantum dots can be displaced from their binding to MCF-7 cells by means of BIBP3226. The signal could be lowered to near control by the presence of high levels (10mM) of BIBP3226. The binding of the particles to the cells is to be regarded as a result of the specific binding to the Y1 receptors.

Die auffällig hohen benötigten Konzentrationen des Antagonisten zeigen das ungewöhnlich starke spezifische Bindungsverhalten der Partikel auf.The conspicuously high concentrations of the required Antagonists show the unusually strong specific Bonding behavior of the particles.

Beispiel 4Example 4

Das Anwendungsbeispiel untersucht das Bindungsverhalten von steigenden Mengen an Quantenpunkten, die mit Substanz B modifiziert wurden. Die Partikel wurden analog Anwendungsbeispiel 2 mit MCF-7 Zellen bei 23°C inkubiert. Nach Waschen der Zellen wurde die durch die Partikel hervorgerufene Fluoreszenz der Zellen mittels Durchflusszytometrie bestimmt, was der Gesamtpartikelbindung gleichzusetzen ist. Die unspezifische Bindung wurde an Y1-Rezeptor negativen MDA Zellen untersucht. Die resultierende spezifische Bindungskurve der Antagonist-modifizierten Quantenpunkte (4) weist einen ähnlichen Verlauf auf, wie die Bindungskurve mit Agonist-modifizierten Quantenpunkten (2). Sättigung der Bindung ist ebenfalls in einem Bereich von 100 nM zu finden.The application example examines the binding behavior of increasing amounts of quantum dots modified with substance B. The particles were incubated as in Example 2 with MCF-7 cells at 23 ° C. After washing the cells, the particle-induced fluorescence of the cells was determined by flow cytometry, which is equivalent to total particle binding. Non-specific binding was studied on Y1 receptor negative MDA cells. The resulting specific binding curve of the antagonist-modified quantum dots ( 4 ) shows a similar course as the binding curve with agonist-modified quantum dots ( 2 ). Saturation of the bond is also found in a range of 100 nM.

Beispiel 5Example 5

Das Beispiel zeigt die kompetitive Hemmung der Rezeptorbindung von Quantenpunkten, modifiziert mit Substanz B, unter analogen Bedingungen wie in Beispiel 3 beschrieben. Dazu wurden 1 nM der Partikel mit MCF-7 Zellen bei 23°C inkubiert, in Anwesenheit steigender Mengen des Y1-Rezeptor Antagonisten BIBP3226.The Example shows the competitive inhibition of receptor binding of quantum dots, modified with substance B under analogous conditions as in example 3 described. To this end, 1 nM of the particles were added with MCF-7 cells Incubated at 23 ° C, in the presence of increasing amounts of the Y1 receptor Antagonists BIBP3226.

3 zeigt, wie Quantenpunkte mittels BIBP3226 aus ihrer Bindung an MCF-7 Zellen verdrängt werden können. Das Signal konnte durch die Anweisenheit hoher Mengen (10 mM) von BIBP3226 nahezu auf Kontrollniveau gesenkt werden. Die Bindung der Partikel an die Zellen ist als Resultat der spezifischen Bindung an die Y1-Rezeptoren anzusehen. 3 shows how quantum dots can be displaced from their binding to MCF-7 cells by means of BIBP3226. The signal could be lowered to near control by the command of high levels (10mM) of BIBP3226. The binding of the particles to the cells is to be regarded as a result of the specific binding to the Y1 receptors.

Die auch hier auffällig hohen benötigten Konzentrationen des Antagonisten zeigen das ungewöhnlich starke spezifische Bindungsverhalten der Partikel auf, wenn diese mit einem Y1-Rezeptor Antagonisten modifiziert wurden. Da zur Verdrängung eine strukturell ähnliche Substanz verwendet wurde von der zur kompetitiven Verdrängung der Partikel jedoch ein deutlicher Überschuss benötigt wird, wird ersichtlich, dass es sich um der Bindung der Partikel um eine gegenüber dem reinen Liganden erhöhte Affinität handelt, die Resultat einer Multiligand-Bindung sein kann.The conspicuously high concentrations of the antagonist required show the unusually strong specific binding behavior of the particles when modified with a Y 1 receptor antagonist. Since a structurally similar substance was used for the displacement of the competitive displacement of the particles, however, a significant excess is needed, it can be seen that it is the binding of the particles to an increased affinity compared to the pure ligand, the result of a multi-ligand binding can be.

Beispiel 6Example 6

Das Beispiel zeigt das unterschiedliche Internalisierungsverhalten von Quantenpunkten, die entweder mit Agonisten oder mit Antagonisten (Substanz A bzw. B aus 1) verknüpft wurden. Die beiden konfokalen fluoreszenzmikroskopischen 6A und B zeigen Zellen der humanen Brustkrebszellinie MCF-7, welche den Y1-Rezeptor exprimieren und mit den entsprechenden Quantenpunkten inkubiert wurden. Dabei ist in 6A zu sehen, wie die agonistischen Quantenpunkte (modifiziert mit Substanz A) an die Zellen binden und internalisiert werden, die Fluoreszenz kann sowohl am Zellrand, also außerhalb der Zelle, gefunden werden, als auch im Zellinneren. Ebenfalls sind für Internalisierung typische vesikuläre Strukturen sichtbar. Die Zellkerne zeigen keine Fluoreszenz. Dagegen verbleiben die Quantenpunkte, die mit dem Antagonisten modifiziert wurden (Substanz B) nur an der Zellmembran und somit außerhalb der Zellen (6B). Die 6C und D zeigen die entsprechenden Durchlichtbilder zu 6A und 6B.The example shows the different internalization behavior of quantum dots, either with agonists or with antagonists (substance A or B, respectively) 1 ) were linked. The two confocal fluorescence microscopic 6A and B show cells of the human breast cancer cell line MCF-7 expressing the Y1 receptor and incubated with the appropriate quantum dots. It is in 6A To see how the agonistic quantum dots (modified with substance A) bind to the cells and internalized, the fluorescence can be found both at the cell edge, outside the cell, and inside the cell. Also visible are vesicular structures typical of internalization. The cell nuclei show no fluorescence. In contrast, the quantum dots modified with the antagonist (substance B) remain only at the cell membrane and thus outside the cells ( 6B ). The 6C and D indicate the corresponding transmitted light images 6A and 6B ,

Literaturverzeichnisbibliography

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  • • Kan, Pei und Wang, Ae-June; Delivery carrier for targeting to cells expressed with somatostatin receptors; U.S. Patent Nr. 20040219205 • Kan, Pei and Wang, Ae-June; Delivery carrier for targeting cells expressed with somatostatin receptors; US Patent No. 20040219205

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  • - Young 2006 [0018] - Young 2006 [0018]

Claims (19)

Nanoteilchen bestehend aus einem Kern und mindestens einem an der Oberfläche immobilisierten Liganden für G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, dadurch gekennzeichnet, dass sie: a. an diejenigen Zellen binden, die den zum Liganden passenden Rezeptor tragen, b. eine höhere Affinität zum Rezeptor aufweisen als der freie Ligand, und c. in Abhängigkeit vom Liganden in die Zelle internalisiert werden (Agonist) oder an der Zelloberfläche verbleiben (Antagonist).Nanoparticles consisting of a core and at least one surface-immobilized ligand for G protein-coupled receptors, characterized in that it comprises: a. bind to those cells that carry the ligand-appropriate receptor, b. have a higher affinity for the receptor than the free ligand, and c. depending on the ligand are internalized into the cell (agonist) or remain on the cell surface (antagonist). Nanoteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen über sensorische Eigenschaften verfügt.Nanoparticles according to claim 1, characterized in that that the nanoparticle has sensory properties. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen gestattet physikalisch chemische Parameter wie den pH Wert, den Sauerstoffpartialdruck oder Redoxpotentiale zu messen.Nanoparticles according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticle allows physical chemical parameters such as the pH value, the oxygen partial pressure or to measure redox potentials. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen Eigenschaften aufweist, um es im menschlichen oder tierischen Organismus über bildgebende Verfahren zu detektieren.Nanoparticles according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticle has properties to make it in the human or animal organism via imaging Detect method. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für die Anwendung in der medizinischen Diagnostik.Nanoparticles according to one of the preceding claims, for use in medical diagnostics. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Anwendung in der TEM Tomographie.Nanoparticles according to one of the preceding claims for use in TEM tomography. Nanoteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen neben dem mindestens einen Liganden eine oder mehrere pharmakologisch aktive Substanz enthält.Nanoparticles according to claim 1, characterized in that that the nanoparticle in addition to the at least one ligand one or contains several pharmacologically active substance. Nanoteilchen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen für die Anwendung im Drug Targeting verwendet wird.Nanoparticles according to Claim 7, characterized that the nanoparticle for use in drug targeting is used. Nanoteilchen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen für die Tumortherapie verwendet wird.Nanoparticles according to claim 8, characterized in that that the nanoparticle is used for tumor therapy. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen sowohl über sensorische als auch pharmakologische Eigenschaften verfügt.Nanoparticles according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticle both above has both sensory and pharmacological properties. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen mit seinen Liganden an mehrere Rezeptoren gleicher Struktur gleichzeitig bindet.Nanoparticles according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticle with its ligands binds to several receptors of the same structure at the same time. Nanoteilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen mit seinen Liganden an mehrere Rezeptoren unterschiedlicher Struktur gleichzeitig bindet.Nanoparticles according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticle with its ligands binds to several receptors of different structure at the same time. Nanoteilchen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen zwei oder mehr verschiedene Ligandentypen aufweist.Nanoparticles according to claim 12, characterized in that that the nanoparticle has two or more different ligand types having. Nanoteilchen nach einem der Ansprüche 1, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen über die Bindung seiner Liganden an einen oder mehrere Rezeptor einen für den Liganden typischen pharmakologischen Effekt hervorruft und eine höhere Affinität zum Rezeptor aufweist als der ungebundene Ligand alleine.Nanoparticles according to one of claims 1, 11, 12 and 13, characterized in that the nanoparticles over binding one's ligands to one or more receptors for the ligand typical pharmacological effect and has a higher affinity for the receptor as the unbound ligand alone. Nanoteilchen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Nanoteilchen ausgelöste pharmakologische Effekt in Stärke und/oder Qualität von der des ungebundenen Liganden abweicht.Nanoparticles according to the preceding claim, characterized characterized in that the one triggered by the nanoparticle pharmacological effect in strength and / or quality differs from that of the unbound ligand. Nanoteilchen nach Anspruch 1, wobei das Nanoteilchen einen Durchmesser von kleiner 150 nm hat und die Ligandendichte mindestens 1 Molekül/1200 nm2 Oberfläche beträgt.Nanoparticles according to claim 1, wherein the nanoparticle has a diameter of less than 150 nm and the ligand density is at least 1 molecule / 1200 nm 2 surface. Nanoteilchen nach Anspruch 16, wobei das Nanoteilchen einen Durchmesser in einem Bereich von 50 nm bis 100 nm hat.Nanoparticles according to claim 16, wherein the nanoparticle has a diameter in a range of 50 nm to 100 nm. Nanoteilchen nach einem der Ansprüche 16 und 17, wobei die Anzahl der gebundenen Liganden mindestens 10 beträgt.Nanoparticles according to any one of claims 16 and 17, wherein the number of bound ligands is at least 10. Nanoteilchen nach Anspruch 1, wobei die Ligandendichte mindestens 1 Molekül/800.000 nm2 beträgt.Nanoparticles according to claim 1, wherein the ligand density is at least 1 molecule / 800,000 nm 2 .
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