Barcodierte Ferritspinell-Nanopartikel zur in vivo Ansteuerung von Tumor-infiltrierenden Myeloischen Zellen (TIMC)

• Antragstellerin: Dr. Isabel Gessner
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444077706

Myeloische Zellen sind Teil des angeborenen Immunsystems und spielen eine wichtige Rolle bei der Verteidigung unseres Körpers gegen Infektionen. Seit kurzem sind sie in den Fokus der Krebsbehandlung gerückt, da neue Studien zeigten, dass sie eine wichtige Rolle im Tumormikromilieu spielen, indem sie Krebswachstum und -entwicklung begünstigen. Obwohl bekannt ist, dass diese so genannten Tumor-infiltrierenden Myeloischen Zellen (TIMC) einen starken Einfluss auf bisherige Krebsbehandlungen haben, ist die Funktion der einzelnen Untertypen und deren Klassifizierung in ‚gute‘ oder ‚schlechte‘ Zellen bisher nicht umfassend geklärt. Ziel dieses Projektes ist es daher neue TIMC Marker zu identifizieren um pro- und anti-tumoröse Zelltypen zu unterscheiden und deren Funktion zu beeinflussen. Dies soll mit Hilfe von Ferritspinell Nanopartikeln ermöglicht werden, die über die Einlagerung bivalenter Elemente in die Spinell-Matrix (MFe2O4 mit M = Zn2+, Mn2+, Fe2+, Mg2+, etc.) barcodiert und somit individuell gelabelt werden sollen. Anschließend soll eine Oberflächenmodifikation der Partikel mit potenziellen TIMC Zielliganden stattfinden. Nach der Injektion dieser Partikel in Mäuse sollen Myeloische Zellen extrahiert und auf ihre spezifische RNA Zusammensetzung untersucht werden (scRNASeq), um so auch zelluläre Subtypen unterscheiden zu können. Anschließend soll die Partikelzusammensetzung mittels Einzelzell-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (SC-ICP-MS) untersucht werden. So kann über die Elementkodierung in einzelnen Zellen ein Rückschluss auf die Selektivität und Sensitivität der Zelloberflächen Marker erhalten werden. Dieser einzigartige Ansatz über hoch sensitive Einzelzellanalysen und barcodierte Partikel eine gezielte Ansteuerung von TIMCs zu ermöglichen, wird unser Verständnis für Myeloischen Zellen und deren Rolle bei der Krebsentwicklung erheblich verbessern, und somit für zukünftige immuntherapeutische Behandlung von enormer Bedeutung sein.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Ralph Weissleder