Herstellung einer bioaktiven Cochlea-Implantat-Elektrode durch elektrophoretische Abscheidung von DNA-funktionalisierten Nanopartikeln

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Epple; Dr. Stefan Hansen
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328855289

Bisher gibt es keine Studie zur Beschichtung einer Cochlea-Implantat-Elektrode mit DNA- transfizierenden Nanopartikeln. Im beantragten Projekt soll eine Elektrode mit NT-3- und BDNF-DNA-tragenden Calciumphosphat-Nanopartikeln beschichtet und in vitro untersucht werden. Die oberflächennahe Transfektion führt zu einer Freisetzung von NT-3 und BDNF im umgebenden Gewebe. Dies soll das Anwachsen von Neuriten an der Elektrode und damit das Hörvermögen der Patienten verbessern. Hierfür werden die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften (insbesondere Transfektionseffizienz, Zytotoxizität) der Nanopartikel untersucht. Danach werden die DNA-funktionalisierten Calciumphosphat-Nanopartikel durch elektrophoretische Abscheidung in mehreren Schichten auf das Substrat aufgetragen. Die Effizienz der Transfektion von der Oberfläche aus mehreren unterschiedlichen Schichten (sequentielle Freisetzung unterschiedlicher Nanopartikel) wird untersucht. Ziel ist die Evaluation der funktionalisierten Nanopartikel in einer Spiralganglienzellkultur. Da es sich bei den Spiralganglienzellen um entdifferenzierte Zellen handelt, werden diese aus neonatalen Mäusecochleae frisch entnommen und für eine dissoziierte Zellkultur vorbereitet. Es soll geprüft werden, inwieweit eine Transfektion in dieser Spiralganglienzellkultur stattfindet. Schließlich werden Kulturen von Spiralganglienexplantaten angelegt. Diese werden auf einer mit Nanopartikeln beschichteten Cochlea-Implantat-Elektrode kokultiviert. Dabei soll geprüft werden, ob es zu einem verstärkten Auswachsen von Neuriten in Richtung der funktionalisierten Elektrode kommt, und ob es bei der funktionalisierten Elektrode einen Vorteil für das Langzeitüberleben der Spiralganglienzellen gibt. Besonders wichtig sind das Wachstumsverhalten und die Interaktion der Neuriten mit den Schwann-Zellen als Promotoren der Regeneration.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen