Anti-inflammatorische parodontale Therapie mit Smart Drug-Delivery-Systems (PERIO-SmaDDS)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Kerstin Danker; Professor Dr. Henrik Dommisch; Professor Dr. Rainer Haag
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417829801

Parodontitis ist eine Volkskrankheit, an der in unterschiedlicher Ausprägung etwa die Hälfte der Weltbevölkerung leidet. Problematisch sind nicht nur der durch die chronische Entzündung verursachte Abbau des Zahnhalteapparates, sondern auch das erhöhte Risiko für kardiovaskuläre, cerebrovaskuläre und neurodegenerative Erkrankungen. Unbehandelt führt Parodontitis schließlich nicht nur zu Zahnverlust, sondern hat auch erhebliche negative systemische Auswirkungen auf den allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten. Bis heute existiert kein zufriedenstellender Ansatz zur Therapie der entzündlichen Komponente der Parodontitis. Während systemische anti-inflammatorische Therapien ein hohes Nebenwirkungsprofil aufweisen, ist die topische Therapie in der Mundhöhle durch vielfältige Einflussfaktoren wie Speichel und Sulkusflüssigkeit limitiert, die die Bioverfügbarkeit reduzieren. Um die Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen an der oralen Schleimhaut zu verbessern, wurden in der vergangenen Förderperiode nanoskalige Trägersysteme (NC) mit dem Ziel einer hohen Mukosaadhäsion entwickelt, um eine erhöhte Penetration der NC in die Schleimhaut und darüber eine hohe Wirkstofffreisetzung zu erreichen. Zwei NCs zeigten überlegene Eigenschaften: 1. dPGS-PCL97, ein biologisch abbaubares Polymer, das ein intrinsisches entzündungshemmendes Profil besitzt und sehr schnell an in vitro Modellen der oralen Mukosa haftet, sogar in Gegenwart von Speichel. 2. ein Core-Multishell (CMS)-NC, der mit Catechol funktionalisiert ist. Diese Modifikation ist der Muschel nachempfunden und erhöht die Adhäsion an feuchten Oberflächen. CMS-NC verbessert die Freisetzung von hydrophoben Wirkstoffen wie Dexamethason (Dx) in die Mundschleimhaut im Vergleich zu herkömmlichen Dx-Formulierungen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll in der beantragten Förderperiode die Mukoadhäsion des dPGS-PCL97-Polymers durch den biomimetischen Ansatz der Catechol-Funktionalisierung weiter verbessert werden. Darüber hinaus soll das Polymer zu einem für die orale Mukosa optimierten Wirkstoff/Träger-System (DDS) weiterentwickelt werden, indem die intrinsische antiinflammatorische Wirkung durch die Beladung mit den vielversprechenden Wirkstoffen Tofacitinib und Doxycyclin ergänzt wird. Die Wirkstoffe sollen ebenfalls in die Catechol-funktionalisierten CMS-NC verkapselt werden. Zur Überprüfung der Wirkung der DDS soll neben einfacheren in vitro-Modellen ein Parodontitis-Mausmodell eingesetzt werden. Zusätzlich soll im Sinne des 3R-Prinzips, nach dem Tierversuche reduziert bzw. vermieden werden sollen, ein immunkompetentes humanes in vitro Schleimhautäquivalent zur Testung der schleimhautspezifischen DDS adaptiert und eingesetzt werden. Das Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung eines mukosaspezifischen, effektiven DDS mit hoher Mukosaadhäsion und -penetration bei gleichzeitig starker antiinflammatorischer Wirkung, das den chronisch entzündlichen Prozess der Parodontitis auflöst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Marjolaine Gosset