Trägersysteme aus pH-responsiven Mizellen aus Triblock-Terpolymeren für die simultane Verabreichung von Medikamenten und Genen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine M. Papadakis, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574900016

Krebs ist immer noch eine der häufigsten Todesursachen. Zur Heilung wird die Gentherapie bereits erfolgreich eingesetzt. Allerdings sind maßgeschneiderte Trägersysteme nötig, um die Nukleinsäuren vor der Umgebung zu schützen und ihren erfolgreichen Transport zum Tumor zu sichern. Weiterhin ist es wünschenswert, im selben Trägersystem (hydrophobe) Krebsmedikamente oder Kontrastmittel für das Monitoring der Verteilung im Körper zu verabreichen. Solche Trägersysteme können aus selbstassemblierten Mizellen aus biokompatiblen Triblock-Terpolymeren präpariert werden. Diese bestehen aus einem hydrophoben Mittelblock mit niedriger Glastemperatur, einem positiv geladenen Endblock und einem hydrophilen, Poly(ethylenglycol) (PEG)-ähnlichen Endblock. Die daraus gebildeten Mizellen weisen einen weichen hydrophoben Kern auf, der hydrophobe Substanzen aufnehmen kann, sowie eine positiv geladene Schale, die durch elektrostatische Wechselwirkung negativ geladene Nukleinsäuren komplexieren kann und somit sogenannte „Micelleplexes“ bilden kann. Hierbei reduziert der PEG-ähnliche Block die Toxizität und verhindert die Aggregation. Im Projekt werden Streumethoden eingesetzt, um die Strukturen solcher Mizellen zu untersuchen sowie die strukturellen Änderungen bei der Aufnahme der Nukleinsäure und des Krebsmedikaments. Im Detail soll die dynamische Lichtstreuung eingesetzt werden, um die Größe der Mizellen zu bestimmen und eventuelle Aggregation zu detektieren. Mit (Synchrotron)-Röntgenkleinwinkelstreuung sollen die Form, der innere Aufbau und das Aggregationsverhalten der Mizellen bestimmt werden. Weiterhin werden die strukturellen Änderungen der Mizellen beim Beladen mit Curcumin, einem hydrophoben Modellmedikament, und bei der gleichzeitigen Komplexierung von DNA untersucht. Es soll geklärt werden, wie Curcumin in der Mizelle verteilt ist, und auf welche Weise DNA komplexiert wird. Hierfür sollen Triblock-Terpolymere mit verschiedenem Ionisationsgrad in der Schale verwendet werden. Hierbei kommt insbesondere die Kontrastvariation in der Neutronenkleinwinkelstreuung zum Einsatz. Außerdem soll die Länge der DNA variiert werden, denn zu große Längen können zu einer unerwünschten Verbrückung der Mizellen führen. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Rolle der Ladung der Mizelle, dem Beladungsgrad mit der hydrophoben Substanz, dem Mischverhältnis mit DNA und der Länge der DNA. Somit werden sie zur Entwicklung optimierter Trägersysteme für die Gentherapie beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Griechenland
• Kooperationspartner: Dr. Stergios Pispas