Innovative partikuläre Trägersysteme ermöglichen durch eine verzögerte Wirkstofffreisetzung das Erreichen von einem konstanten Medikamentenspiegel. Dies ist von größter Bedeutung für die lokale Dermatotherapie. Verbesserte Penetrations- und Depoteigenschaften sowie auch ihre Funktion als Impfstoffadjuvantien untermauern ihre Rolle als potentielle Kandidaten für das gezielte Heranbringen von Wirkstoffen an bestimmte Zellpopulationen. In der Tat können durch das Targeting der antigen-präsentierenden Zellen (APZ) der Haut potente und effiziente Immunantworten hervorgerufen werden. Aus diesen Gründen und zur Beseitigung von Sicherheitsbedenken wurde im Rahmen dieser experimentellen Arbeit die Rolle der biologisch degradierbaren PLA-Partikel untersucht. Ziele: Die Untersuchung der Penetrationseigenschaften der PLA- Partikel in exzidierter menschlicher Haut, der möglichen Wirkstofffreisetzung aus den Partikeln und der Aufnahme der Partikel durch die APZ der Haut mit dem Ziel derer Anwendung als Träger für die lokale Dermatotherapie und als Antigenträger für die transkutane Vakzinierung. Methoden: Untersuchung der Penetrationseigenschaften der Partikel in exzidierter menschlicher Haut mit der Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie. Untersuchung der Wirkstofffreisetzung mit Anwendung eines biphasischen (lipophil/hydrophil) Systems zur Simulation der Interaktion der hydrophilen Partikelsuspension mit der lipophilen Haut. Untersuchung der Partikelaufnahme durch APZ der Haut ex vivo am Modell der exzidierten menschlichen Haut und in vitro in der Zellkultur mit der Hilfe der Durchflusszytometrie. Ergebnisse und Diskussion: Nach Auftragen der Partikelsuspension auf exzidierte menschliche Haut erfolgt die selektive intrafollikuläre Penetration, eine Aggregatebildung durch Destabilisierung der Partikel und anschließend die Farbstofffreisetzung welche zu einer Verfärbung nicht nur der Epidermis sondern auch des follikulären Epithels und der Talgdrüse führt. Die Aggregate im Infundibulum fungieren als Depot für die verzögerte Freisetzung des Farbstoffes. Eine Penetration durch die Hautbarriere und eine Aufnahme durch die APZ erfolgt nicht, sodass PLA Partikel gute Kandidaten für die Entwicklung neuer Trägersysteme für die lokale Therapie von Hautkrankheiten und Talgdrüse-assoziierten Erkrankungen sind. Für Ihre Anwendung als Antigenträger für die transkutane Vakzinierung müssen sie jedoch zuerst stabilisiert werden um die Aggregatebildung zu vermeiden und die Aufnahme durch APZ der Haut zu ermöglichen.
Novel drug delivery systems (DDS) enable a sustained drug release, thus maintaining constant drug levels. The latter is of greatest importance for the local dermatotherapy. Furthermore strong and efficient immune responses can be induced by targeting vaccines to skin antigen-presenting cells. Because vaccination efficacy has been shown to increase with particle-bound antigen, this aspect of drug delivery with use of particulate antigen carriers is especially interesting for the design of transcutaneous (t.c.) vaccination systems. The need for a biodegradable DDS and antigen carrier eliminating safety concerns set the focus on PLA-particles. Aims: In this study, we investigated the penetration properties of polylactic acid (PLA) particles in human skin explants and particle uptake by epidermal antigen presenting cells (APCs). The aim was to assess the ability of biodegradable PLA-particles to deliver incorporated fluorescent dyes to hair follicle-associated structures and the suitability of polymeric particles as antigen-carrier systems for t.c. vaccination. Methods: Penetration and kinetic of dye release from PLA- particles was analyzed on cryosections of particle-treated skin explants using fluorescence microscopy. The dye release was confirmed in vitro with use in a hydrophilic/lipophilic system, which we designed to mimic the environment in the hair follicle ducts. Particle translocation and uptake was studied by flow cytometry and fluorescence microscopy of APCs isolated from skin explants treated with PLA-particles. Results: We observed clustering of particles leading to partial release of incorporated dye and staining of epidermis, hair follicles and sebaceous glands. The latter retained dye for up to 24 hours. Microscopic analysis of particles added to the biphasic in vitro system revealed the formation of conglomerates at the interface between water and organic solvent. Although PLA-particles could be taken up by APCs in vitro, no particle uptake by APCs was detected after their topical application on excised human skin. Conclusions: Upon application of PLA particles on human excised skin, particles destabilization occurred with concomitant release of the loaded dyes. The prolonged release of the incorporated drug and the drug diffusion would enable to achieve constant drug levels within the hair follicle, which is useful for the treatment of hair related diseases. Furthermore, targeting of the sebaceous gland is of utmost importance for the treatment of sebaceous gland related disorders. Thus PLA-particles represent promising candidates for an efficient drug delivery in topical dermatotherapy. For their use as antigen carriers though stabilization of PLA-particles has to be achieved, since the cluster formation hindered the translocation of PLA- particles through the skin barrier and their uptake by APCs.
