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SFB 1066: Nanodimensionale polymere Therapeutika für die Tumortherapie
Fachliche Zuordnung
Chemie
Biologie
Medizin
Biologie
Medizin
Förderung
Förderung seit 2013
Webseite
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 213555243
Der Sonderforschungsbereich (SFB)1066 erforscht den Einsatz nanopartikulärer Wirkstoffträger (NP) in der Tumor-Immuntherapie. Neuartige Polymer- und Lipid-basierte NP werden synthetisiert, chemisch charakteri-siert 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 Immunab-wehr erkannt und zerstört werden. Neben einer Tumor-spezifischen Immunantwort durch Vakzinierung zielen wir insbesondere auf eine Immunreaktivierung 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 Immunsys-tem, 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 che-misch 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, so-dass ein zielgerichteter Wirkstofftransport („Targeted drug delivery“) ermöglicht wird. Der SFB1066 reflektiert die wachsende Bedeutung zweier moderner Forschungsfelder, indem die steigende Leistungsfähigkeit der Nanomedizin auf drängende Probleme der ebenfalls hochdynamischen Tumor-Immuntherapie angewandt wird. Zentrale Forschungsfelder sind hierbei:• Synthese, komplexe Funktionalisierung und Beladung von nanopartikulären Wirkstoffträgern• Erforschung der Grundlagen der Interaktion von NP mit biologischen Medien (Blut, Zelloberflächen) und deren Verteilung im Körper• Analyse der Wirkung von multi-funktionalisierten NP auf verschiedene Leukozytenpopulationen sowie auf das Immunsystem als Ganzes• Untersuchung der prinzipiellen Anwendungsfähigkeit von NP als Tumor-Immuntherapeutika, bis hin zu ersten klinischen Studien beim Menschen.Diese Aufgabe kann nur durch die hochgradig interdisziplinäre Aufstellung des SFB1066 bewältigt werden. Unser Schwerpunkt hat sich über zwei erfolgreiche Förderperioden planvoll von der NP-Synthese auf ihre Charakterisierung, Funktionalisierung und Anwendung in lebenden Organismen weiterentwickelt. Darauf auf-bauend werden wir nun umfassend NP-basierte Tumor-Immuntherapien in vivo erproben und hinsichtlich ihrer klinischen Anwendbarkeit prüfen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
- B03 - Therapie primärer und sekundärer Lebertumore durch Adressierung toleranzinduzierender M2-Makrophagen mittels immunmodulierender Nanopartikel (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Nuhn, Lutz ; Schuppan, Detlef ; Tüttenberg, Andrea Renate ; Zentel, Rudolf )
- B04 - Polymer-vermittelte Tumor-Immuntherapie durch in situ Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen (Teilprojektleiter Grabbe, Stephan ; Nuhn, Lutz ; Schild, Hansjörg )
- B06 - Modulation IL-10- und STAT3-vermittelter Tumor-assoziierter Toleranz-Mechanismen durch funktionalisierte Nanopartikel (Teilprojektleiterinnen Landfester, Katharina ; Steinbrink, Kerstin )
- B08 - Entwicklung und Erprobung von Nanopartikeln zur Aufhebung der cAMP-vermittelten Immunsuppression beim malignen Melanom (Teilprojektleiter Barz, Matthias ; Becker, Christian ; Bopp, Tobias )
- B12 - Nanopartikuläre mRNA-Trägersysteme zur Reprogrammierung von Immunzellpopulationen (Teilprojektleiter Barz, Matthias ; Langguth, Peter ; Sahin, Ugur )
- B13 - Nanoskalige Glykopeptid-Konjugate als Melanom-assoziierte vollsynthetische Vakzine für die Antitumor-Immuntherapie (Teilprojektleiter Besenius, Pol ; Bopp, Tobias ; Schmitt, Edgar )
- B14 - Modulation des Tumormikromilieus mittels Adressierung inhibitorischer (Immun-)Zellen über zeitlich programmierte und selbst-regulierende Liposome (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Helm, Mark ; Tüttenberg, Andrea Renate ; Walther, Andreas )
- B15 - Induktion intrahepatischer anti-Tumor-Immunität durch Adressierung dendritischer Zellen und Reprogrammierung protolerogener non-parenchymaler Zellpopulationen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bros, Matthias ; Gehring, Stephan ; Landfester, Katharina )
- B16 - Aufhebung des Azidose-vermittelten Immunevasionsmechanismus des malignen Melanoms mithilfe pH-modulierender Nanocarrier (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bohn, Toszka ; Miederer, Ph.D., Matthias ; Weil, Tanja )
- B17 - Adressierung von Tumor-assoziierten Fibroblasten mit Wirkstoff-beladenen Polymernanopartikeln zur Verbesserung der Immuntherapie bei primären und sekundären Lebertumoren (Teilprojektleiter Diken, Mustafa ; Kaps, Leonard ; Lammers, Twan )
- B18 - Tumor-spezifische Immunisierung durch transkutane Impfung: Präklinische und klinische Entwicklung von Arzneiformen zur adjuvanten Therapie des Merkelzell-Karzinoms (Teilprojektleiter Grabbe, Stephan ; Langguth, Peter ; Radsak, Markus P. )
- Q01 - Komplexierung und Adsorption von Nanocarriern mit biologischen Komponenten wie RNA, Serumpro-teinen und anderen Blutbestandteilen und der Einfluss auf Stabilität und Wechselwirkungen mit Zell-membranen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Landfester, Katharina ; Maskos, Michael ; Schmid, Friederike )
- Q02 - Mikroskopische Charakterisierung der Nanocarrier in biologischer Umgebung – vom extrazellulären Verhalten über das intrazelluläre Trafficking bis zur Wirkstofffreisetzung (Teilprojektleiter Koynov, Ph.D., Kaloian ; Lieberwirth, Ingo ; Mailänder, Volker )
- Q04 - Evaluation systemischer mRNA/Peptid-basierter Nanopartikel-Impfstoffe in Melanom-Tumormodellen (Teilprojektleiter Diken, Mustafa ; Schild, Hansjörg )
- Q05 - Targeting- und Immunmodulator-Strukturen sowie ihre Anbindung an therapeutische Nanosysteme für die onkologische Anwendung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Opatz, Till ; Schirmeister, Tanja ; Weil, Tanja )
- Q06 - Von der Nanomaterial-Oberfläche zur Funktion - multifunktionelle PEGylierung, Targeting und in vivo Proteomics (Teilprojektleiter Frey, Holger ; Mailänder, Volker ; Tenzer, Stefan )
- Z - Zentrale Aufgaben (Teilprojektleiter Grabbe, Stephan ; Zentel, Rudolf )
- Z02 - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Grabbe, Stephan ; Zentel, Rudolf )
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Entwicklung geeigneter Strategien für die radioaktive Markierung nano- dimensionaler polymerer Therapeutika und die Einführung von Erkennungsstrukturen (Teilprojektleiter Ross, Tobias Ludwig ; Rösch, Frank ; Zentel, Rudolf )
- A02 - Synthese zuckerbasierter Nanokapseln und deren Funktionalisierung mit Glykomimetika zur zellspezifischen Adressierung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Landfester, Katharina ; Opatz, Till )
- A03 - Multifunktionale magnetische Nanopartikel zum Transport und zum Tracking von Wirkstoffen (Teilprojektleiter Blümler, Peter ; Tremel, Wolfgang )
- A04 - Kontrolliert spaltbare kationische Nanohydrogelpartikel als Trägermaterial für Oligonucleotide in der Krebsimmuntherapie (Teilprojektleiter Waldvogel, Siegfried R. ; Zentel, Rudolf )
- A06 - Synthetische Kontrolle der Morphologie und Funktion in Polypeptidbasierten Trägersystemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Barz, Matthias ; Weil, Tanja )
- A07 - Vergleich von Liposomen und Polymersomen mit multifunktionellen Endgruppen: Multiva-lentes Targeting und gezielte Freisetzung (Teilprojektleiter Frey, Holger ; Helm, Mark ; Zentel, Rudolf )
- B01 - Targeted Inflammation - Verbesserung der Immigration von Leukozyten in das Tumorbett durch Polymer-vermittelte Aktivierung des Tumorendothels (Teilprojektleiter Sahin, Ugur ; Schmitt, Edgar )
- B05 - Transkriptionale Adressierung von dendritischen Zellen (DCs) mit Hilfe eines vom hPFscn1 abgeleiteten Promotors unter Verwendung DC-adressierender Polymere zur Tumortherapie (Teilprojektleiter Bros, Matthias ; Wagner, Ernst ; Zentel, Rudolf )
- B07 - RNA-beladene funktionalisierte Nanopartikel zur Inhibition von Tumor-assoziierten regulatorischen T-Zellen und zur Antigenbeladung von humanen dendritischen Zellen (Teilprojektleiter Helm, Mark ; Jonuleit, Helmut )
- B09 - Transfektion von tumor-reaktiven T-Zellen mit RNA-beladenen Nanokapseln (Teilprojektleiter Mailänder, Volker ; Wölfel, Thomas Johann )
- B11 - Proteine auf Nanocarriern: vom Stealth Effekt zu einem gezielten Targeting in vivo (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Mailänder, Volker ; Tenzer, Stefan ; Weil, Tanja )
- MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Zentel, Rudolf )
- Q03 - Multimodale und multiskalige in vivo-Bildgebung der Körperverteilung von Nanowirkstoffen und der Effektivität von immunmodulierenden Therapien (Teilprojektleiter Lammers, Twan ; Miederer, Ph.D., Matthias ; Rösch, Frank )
- Z01 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Zentel, Rudolf )
Antragstellende Institution
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Beteiligte Hochschule
Julius-Maximilians-Universität Würzburg, seit 4/2022; Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen; Universität Münster
Beteiligte Institution
Max-Planck-Institut für Polymerforschung
Sprecher
Professor Dr. Stephan Grabbe