Konfokales Laserscanning-Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wurde von 4 Arbeitsgruppen innerhalb der Pharmazie genutzt, so dass die Themen sehr heterogen sind: Forschungsprojekt: „Einfluss von Lysophosphatidylcholine auf die Metastasierungsfähigkeit von Melanomzellen“. Mit dem Ziel, die eingeschränkte Funktion von Adhäsionsrezeptoren unter Wirkung des LysoPC an Melanomzellen aufzuklären, wurden mittels cLSM Einblicke in die laterale Beweglichkeit der Melanommembranen gewonnen. Diese FRAP Messungen an lebenden Zellen ergaben interessante Einblicke in die funktionalen Zusammenhänge und beweisen, dass die Deregulierung der Komponenten der fokalen Adhäsionskinase für die funktionelle Einschränkung verantwortlich ist. Forschungsprojekt: „Signalwirkungen auf Integrine im Metastasierungsprozess von Melanomen“. Eine Differenzierung von Hemmung der Bindungs- und Signalfunktion der Integrine konnte erfolgreich mittels LSM erreicht werden. Durch Markierung zytoskelettaler Bestandteile wurde verdeutlicht, dass sich die Hemmung bestimmter Bindungsprozesse auch in einer reduzierten Zytoskelettkontraktion niederschlägt. Dies soll zukünftig genutzt werden, unterschiedliche Bindungsmodi der Integrine besser zu verstehen. Mittels LSM konnte durch geeignete Markierungsstrategien in verschiedenen Zellen der erfolgreiche Knockdown von membranärer sowie zytosolischer Komponenten bewiesen werden. Forschungsprojekte „Cisplatin und Tumortherapie“. Ziel des Projektes ist es, die Bedeutung ausgewählter Transportproteine (u. a. CTR1) für die Resistenz von Tumorzellen gegenüber Cisplatin aufzuklären. Dazu wurde die subzelluläre Lokalisation der Transportproteine in sensitiven Tumorzelllinien und ihren cisplatinresistenten Varianten mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie nach immunhistochemischer Färbung verglichen. Darüber hinaus wurde die Kolokalisation der Transportproteine mit einem fluoreszenzmarkierten Cisplatin-Analogon überprüft. Die bisherigen Ergebnisse des Projektes deuten u. a. auf eine gemeinsame Endozytose von CTR1 und Cisplatin hin. Im Weiteren wird die Wirkung von Cisplatin in verschiedenen Tumorzelllinien in Kombination mit verfügbaren Tyrosinkinaseinhibitoren, wie Gefitinib, Erlotinib oder Sunitinib untersucht. In Kooperation mit mehreren Arbeitsgruppen der CESAR (Central European Society for Anticancer Drug Research) wird ein systempharmakologischer Ansatz verfolgt. Forschungsprojekt „GPR143-vermittelten Regulation der Melaninsynthese“. In Nicht-Melanomzellen, die keine Melanosomen enthalten, wird der GPR143 in Lysosomen gefunden. Zur Etablierung eines β-Arrestin- Assays, der zum Screenen einer Substanzbibliothek geeignet ist, wurde eine Mutante, ohne die lysosomalen Transportsignale hergestellt, sodass der Rezeptor in der Plasmamembran exprimiert wird. Die Expression und Lokalisation der Wildtyp-Rezeptoren und der Mutante wurde ausschließlich mit dem Konfokalmikroskop durchgeführt. Es wurden im wesentlichen Kolokalisationsstudien z.B. mit dem Plasmamembranmarker Cadherin durchgeführt. Sobald potente Liganden für den GPR143 gefunden und charakterisiert sind, wird das Konfokalmikroskop auch zum Life-Cell-Imaging eingesetzt werden, um die Beeinflussung des Rezeptors auf die Melaninsynthese zu untersuchen. Forschungsprojekt „Adenosinrezeptor-Bindungsstudien“. Verschiedene Adenosinrezeptor-Agonisten und Antagonisten wurden mit BODIPY-Farbstoffen markiert. Der Ansatz war, die BODIPY-Struktur als Bestandteil des Pharmakophors in die Molekülstruktur zu integrieren. Durch diesen Ansatz wurden mehrere hochaffine, subtypselektive Adenosinrezeptor-Agonisten und Antagonisten identifiziert. Diese wurden dazu genutzt, ihr Bindungsverhalten an Zellen (rekombinante, Adenosinrezeptor-exprimierende CHO-Zellen) zu untersuchen sowie das Internalisierungsverhalten zu studieren. Forschungsprojekt „Nanopartikel für Entzündungstargeting“. In verschiedenen Arbeiten wurden fluoreszenzmarkierte Nanopartikel mit Mausmakrophagen inkubiert, um ein genaueres Verständnis der Aufnahme solcher Partikel in Zellen zu erhalten. Dabei ergab sich, dass die Oberflächeneigenschaften solcher Partikel mindestens genauso viel Einfluss haben wie deren Größe. In weiterführenden Studien an Entzündungsmodellen bei der Maus (Dermatitis, Colitis) wurden selektive Adhäsion und Penetration von Nanopartikeln in die Gewebe gefunden. Forschungsprojekt „Strukturanalyse von Mikrocarriern“. Hierbei wurde das cLSM zur 3D-Strukturaufklärung von wirkstoffbeladenen Mikropartikeln optimiert ohne die Probe dabei zerstören zu müssen. Des weiteren kam dieses Verfahren bei der morphologischen Untersuchung von Sprühlyophilisaten zum Einsatz, die im Rahmen des SPP1423 entwickelt wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Microsphere preparation using the untoxic solvent glycofurol. Pharmaceutical Research 28 (2011) 563-571
Allhenn D, Lamprecht A
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Dissertation Universität Bonn 2012
Hildenbrand, Simone
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Nanoparticle-based clodronate delivery mitigates murine experimental colitis. Journal of Controlled Release 160 (2012) 659-665
Niebel W, Walkenbach K, Béduneau A, Pellequer Y, Lamprecht A
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Nanoparticles enhance therapeutic outcome in inflamed skin therapy. Eur Journal of Pharm and Biopharm 82 (2012) 151-157
Abdel-Mottaleb M, Moulari B, Béduneau A, Pellequer Y, Lamprecht A
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Relevance of copper transporter 1 for cisplatin resistance in human ovarian carcinoma cells. Journal of Inorganic Biochemistry 116 (2012) 1-10
Kalayda, GV, Wagner, CH, Jaehde U
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Surface charge dependant nanoparticles accumulation in inflamed skin. Journal of Pharmaceutical Sciences 101 (2012) 4231-4239
Abdel-Mottaleb M, Moulari B, Béduneau A, Pellequer Y, Lamprecht A
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Single droplet drying step characterization in microsphere preparation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 105C (2013) 328-334
Al-Zaitone B, Lamprecht A
