Nanotechnologie ebnet den Weg für die orale Insulintherapie

01. 04. 2026 

Die orale Verabreichung von Peptidwirkstoffen wie Insulin ist seit langem eine zentrale Herausforderung für die moderne Pharmakologie. Ein interdisziplinäres Team unter der Leitung von Freddy Kleitz und Giorgia Del Favero hat nun eine Studie veröffentlicht, die zeigt, wie mesoporöse Silica-Nanopartikel als intelligente Nanotransporter eingesetzt werden können, um empfindliche Biomoleküle sicher durch die Barrieren des Gastrointestinaltrakts zu schleusen.

Millionen von Menschen weltweit, die mit Diabetes leben, sind auf tägliche Insulininjektionen angewiesen. Der Grund dafür ist einfach: Würde Insulin in Form einer herkömmlichen Tablette eingenommen, würde das Peptid rasch durch Verdauungsenzyme und das saure Milieu des Magens abgebaut. Zudem ist das Molekül schwer löslich und zu groß, um die Darmbarriere effizient zu überwinden und in den Blutkreislauf zu gelangen.

Silica-Nanotransporter als Schutzsystem für die Peptidabgabe

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Freddy Kleitz (Institut für Funktionelle Materialien und Katalyse) und Ass.-Prof. Giorgia Del Favero (Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie) hat nun ein neuartiges Transportsystem entwickelt, das genau hier ansetzt. Als Insulinträger kommen dendritische mesoporöse Silica-Nanopartikel mit radial ausgerichteten, großen Poren und einer hohen Oberfläche zum Einsatz. Sie schützen das bioaktive Peptid innerhalb ihrer Struktur und ermöglichen seinen Transport durch den Gastrointestinaltrakt.

Durch den Einbau eines Protein-Hilfsstoffs konnten pH-empfindliche Tabletten hergestellt werden, die eine vorzeitige Freisetzung des Insulins während der Passage durch den Magen verhindern, es vor enzymatischem Abbau schützen und eine kontrollierte Freisetzung im Darm, wo die Aufnahme erfolgen kann, ermöglichen.

„Wir konnten zeigen, dass die Einlagerung von Insulin in die mesoporösen Silicastrukturen dessen Löslichkeit erhöht, während eine gezielte Funktionalisierung der Partikel die Diffusion durch die Darmschleimhaut verbessert und den Transport durch die Darmbarriere unterstützt“, erklärt Freddy Kleitz. Die biologische Aktivität des Insulins blieb nach der Verabreichung erhalten, was sowohl durch die Aktivierung insulinabhängiger Signalwege in vitro als auch durch eine Senkung des Blutzuckerspiegels bei diabetischen Mäusen belegt werden konnte.

Bedeutung für die Medizin der Zukunft

Neben seinem therapeutischen Potenzial bietet die Plattform auch ein wertvolles Instrument zur Untersuchung des Verhaltens von Peptidwirkstoffen in komplexen biologischen Systemen. „Durch den Einsatz fortschrittlicher zellbasierter Systeme, die den in vivo-Bedingungen näherkommen, können wir wichtige Einblicke in das Verhalten und die Wechselwirkungen von Peptidwirkstoffen gewinnen“, ergänzt Giorgia Del Favero.

Die Studie unterstreicht zudem die Stärke interdisziplinärer Zusammenarbeit. Sie ist das Ergebnis einer langjährigen Kooperation zwischen den Teams von Del Favero und Kleitz, unterstützt durch Forschende aus den Instituten für Analytische, Biologische und Organische Chemie sowie durch die Joint Microbiome und Joint Metabolome Facilities der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien.

Das Projekt profitierte außerdem von einem Forschungsaufenthalt von Dr. Claudia Iriarte-Mesa an der University of California, Davis, der durch ein internationales Austauschprogramm der Doktoratsschule der Fakultät (DoSChem) gefördert wurde. „Dieses Projekt bot eine wertvolle Gelegenheit, Materialchemie mit fortschrittlichen zellbasierten und in vivo-Studien zu verbinden und so eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und praktischer Anwendung zu schlagen“, sagt Claudia Iriarte-Mesa. Die Arbeit stellt einen wesentlichen Teil ihrer Dissertation zur oralen Verabreichung von Peptidwirkstoffen und Biologika mittels mesoporöser Nanotransporter dar.

Obwohl vor einer klinischen Anwendung beim Menschen noch weitere Untersuchungen erforderlich sind, stellt diese Arbeit einen bedeutenden Meilenstein dar und verdeutlicht das Potenzial, durch die Kombination von Materialdesign und Bioaktivitätsanalysen patientenfreundlichere orale Verabreichungsstrategien für Peptidtherapeutika zu entwickeln.

Originalpublikation:

C. Iriarte-Mesa, E. Juère, A. Bileck, T. Kremsmayr, M.L. Goodson, A. Ehrlich, A. Hodžić, M. Kunert, C. Gerner, H. Kählig, D. Marko, M. Muttenthaler, D. Berry, G. Del Favero, F. Kleitz.
Mesoporous Silica Nanoparticles-Based Formulations for Enhanced Oral Delivery of Peptide Drugs: A Case Study on Insulin. In Small (2026): e13347. 

DOI 10.1002/smll.202513347

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