Multimodale und multiskalige in vivo-Bildgebung der Körperverteilung von Nanowirkstoffen und der Effektivität von immunmodulierenden Therapien

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Projekt im Rahmen der DFG Sonderforschungsbereich SFB 1066

Der Sonderforschungsbereich (SFB)1066 erforscht den Einsatz nanopartikulärer Wirkstoffträger (NP) in der Tumor-Immuntherapie. Neuartige Polymer- und Lipid-basierte NP werden synthetisiert, chemisch charakterisiert und ihre Anwendung in komplexen biologischen Systemen bis hin zum Menschen untersucht. Ziel ist es, das Immunsystem von Tumorpatienten so zu aktivieren, dass Tumore über die körpereigene Immunabwehr erkannt und zerstört werden. Neben einer Tumor-spezifischen Immunantwort durch Vakzinierun g zielen wir insbesondere auf eine I mmunreaktivierung unterdrückter Immunreaktionen und eine gezielte Modulation des Tumor-Mikromilieus ab. Da sowohl die Selektivität als auch die Art einer gewünschten Immunantwort exakt kontrollierbar sein müssen, ergeben sich Anforderungen an therapeutische Eingriffe in das Immunsystem, die durch konventionelle kleine Moleküle als Wirkstoffe so nicht erfüllt werden können. Genau hierin liegt das Potenzial nanopartikulärer Wirkstoffträger, denn sie können aufgrund ihrer komplexen – aber chemisch gezielt modifizierbaren – Struktur

  1. Wirkstoffe so einschließen , dass sie vor einer ungezielten Freisetzung oder einer frühzeitigen Zerstörung geschützt werden, und ermöglichen so den Einsatz fragiler oder sogar toxischer Wirkstoffe (z.B. RNA, Immunmodulatoren),
  2. mehrere Wirkstoffe gleichzeitig transportieren, was für therapeutische Eingriffe in das Immunsystem oft zwingend erforderlich ist, und
  3. sie können durch Oberflächen-Funktionalisierung so modifiziert werden, dass sie gezielt an bestimmte Strukturen auf Zellen oder Gewebe binden und nur dort ihre pharmakologische Wirkung entfalten, sodass ein zielgerichteter Wirkstofftransport („Targeted drug delivery“) ermöglicht wird.

Im Rahmen des SFBs sind wir in Kooperation mit Prof. Dr. Frank Rösch und PD Dr. Matthias Miederer mit em Teilprojekt Q03 beteiligt. Dieses Projekt zielt auf eine multiskalige Untersuchung der Körperverteilung der Trägersysteme (vom Organ zur Zelle) ab, wozu auch stärker optische Methoden (Fluoreszenz) integriert werden, mit dem Ziel sie im Vergleich mit PET zu validieren. Zudem soll ein zweiter Fokus auf dem Immuno-Imaging liegen, um das „Anspringen“ des Immunsystems nach Gabe immunstimulierender Nanoträger zu detektieren.