Biomimetisch heteromultivalent bindende Nanopartikel für die Zellerkennung

• Antragsteller: Professor Dr. Achim Goepferich
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 201586423

Eine der herausragend attraktiven Eigenschaften von Nanomaterialien ist ihre Fähigkeit als Arzneistoffträger zu fungieren. Sie können Arzneistoffe an Wirkorte transportieren, die diese aufgrund ihrer physikochemischen Eigenschaften sonst nicht erreichen. Ein grundlegendes Problem dieser Strategie ist allerdings häufig die fehlende Spezifität für die Erkennung der Zielzelle. Obwohl eine Reihe von Prinzipien der Interaktion von Nanomaterialien mit Zellen in der Literatur beschrieben wurden, erlauben sie es einem Nanomaterial auf seinem Weg durch den Organismus kaum zwischen Zielzellen und anderen Zellen mit denen es in Kontakt kommt zu unterscheiden. Im Gegensatz dazu haben Viren, die auch Nanoteilchen sind, sehr ausgefeilte Techniken mit dem Problem der Erkennung ihrer Zielzellen umzugehen. Sie benutzen verschiedene Liganden, mit denen sie nacheinander an Rezeptoren auf der Oberfläche einer Zelle binden, um deren Identität zu bestätigen. Ziel des Projektes ist es, diese Art der heteromultivalenten Bindung als biomimetisches Prinzip auf synthetische Nanomaterialien zu übertragen. Dazu werden zwei Designstrategien verfolgt. Die erste macht Gebrauch von Polyethylenglycolketten unterschiedlicher Länge, um eine verzögerte Sichtbarkeit von zwei an der Partikeloberfläche verankerten Rezeptorliganden zu erreichen. Die zweite beruht auf der Erkennung der Zelle durch einen Liganden und der Bestätigung ihrer Identität über die Fähigkeit einen Proliganden in der Partikeloberfläche enzymatisch zu aktivieren. Die so entwickelten Nanopartikel sollen ausschließlich von ihrer Zielzelle internalisiert werden. Als therapeutisches Target dienen Mesangialzellen. Sie sind für fibrotische Prozesse in der diabetischen Nephropathie verantwortlich, der Hauptursache für chronisches Nierenversagen im Endstadium. Das Projekt soll damit das Potenzial biomimetischer Nanopartikel als Wirkstoffträger zur Behandlung der Erkrankung ausloten für die es bisher kaum ausreichende Therapieoptionen gibt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen