Advanced Functional Carriers Based on Polyelectrolyte-Liposome Complexes
Final Report Abstract
Im Rahmen der internationale Zusammenarbeit mit der Moscow State University entwickelten wir in diesem Projekt neue elektrostatisches Komplexe aus vesikulären Liposomen und kationischen Trägerpartikeln, die einen effektiven Multikomponententransport in Gegenwart von Salz (z.B. physiologische Bedingungen) unter Wahrung einer hohen Ladungskapazität ermöglichen. Dabei wurde nicht nur die Ladung der Liposomen variiert, sondern auch ein Makromolekül als „Liposomenkleber“ eingesetzt. Zudem implementierten wir externe Trigger wie eine pH-Wert- oder Temperaturänderung zur Freisetzung der Fracht aus diesen multiliposomalen Containern. Die temperaturabhängige Freisetzung benutzt thermoresponsive Mikrogele anstatt Polyelektrolytsterne. Der temperaturinduzierte Kollaps der Mikrogele führt zu einer “Quetschung” und schlussendlich zu einem Platzen der angehefteten Liposome. Weiterhin erlaubte die Generierung von sogenannten Multisternkomplexen mit Liposomen einen Vergleich mit den entsprechenden Komplexen aus linearen polymeren „Trägerpartikeln“. Dabei fanden wir, dass lösliche, ungeladene Polymerketten und auch Verzweigungen im Polymer zu einer Verringerung der hydrodynamischen Größe der Komplexe führen. Amphiphile Blockcopolymersterne mit mehreren Bindungsstellen für verschiedene Liposome können diese über hydrophobe Wechselwirkungen verbrücken, und ermöglichen damit eine Erhöhung der Salzstabilität der multiliposomalen Komplexe. Damit wurden zwei Wechselwirkungsmechanismen vereinigt: ein elektrostatische Co-Assemblierung (mittels der geladenen Lipidkopfgruppen) und eine auf hydrophobe Wechselwirkungen basierende Co-Assemblierung (mittels der hydrophoben Lipidseitenketten). Wir erwarten, dass die erhaltenen Ergebnisse dazu dienen werden, den Einsatz von Multikompartmentaddukten für spezifische Einsatzgebiete zu ermöglichen.
Publications
- Complexes of star-shaped cationic polyelectrolytes with anionic liposomes: Towards multi-liposomal assemblies with controllable stability. Polymer 2016, 93, 198-203
A. V. Sybachin, O. V. Zaborova, D. V. Pergushov, A. B. Zezin, F. A. Plamper, A. H. E. Müller, E. Kesselman, J. Schmidt, Y. Talmon, F. M. Menger and A. A. Yaroslavov
(See online at https://doi.org/10.1016/j.polymer.2016.04.025) - Effects of the electrostatic complexation between anionic pH-sensitive liposomes and starshaped polycations on the release of the liposomal content. Mendeleev Communications 2016, 26, 276-278
A. V. Sybachin, O. V. Zaborova, K. M. Imelbaeva, V. V. Samoshin, V. A. Migulin, F. A. Plamper and A. A. Yaroslavov
(See online at https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.07.002) - Adjusting the size of multicompartmental containers made of anionic liposomes and polycations by introducing branching and PEO moieties. Polymer 2017, 121, 320–327
C. E. Pinguet, J. M. Hoffmann, A. A. Steinschulte, A. Sybachin, K. Rahimi, D. Wöll, A. Yaroslavov, W. Richtering and F. A. Plamper
(See online at https://doi.org/10.1016/j.polymer.2017.05.041) - Payload release by liposome burst: Thermal collapse of microgels induces satellite destruction, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 2017, 13, 1491-1494
A. Yaroslavov, I. Panova, A. Sybachin, V. Spiridonov, A. Zezin, O. Mergel, A. Gelissen, R. Tiwari, F. Plamper, W. Richtering and F. Menger
(See online at https://doi.org/10.1016/j.nano.2017.02.001) - PEO-b-PPO star-shaped polymers enhance the structural stability of electrostatically coupled liposome/polyelectrolyte complexes, PLoS ONE 2019, 14, e0210898
C. E. Pinguet, E. Ryll, A. A. Steinschulte, J. M. Hoffmann, M. Brugnoni, A. Sybachin, D. Wöll, A. Yaroslavov, W. Richtering, and F. A. Plamper
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210898)
