Auswirkungen der Überfüllung auf die Strukturdynamik, Photophysik und Photochemie eines porphyrinbasierten Photosensibilisators, der an ein G-Quadruplex-Protoonkogen gebunden ist – Implikationen für die photodynamische Therapie.

• Antragsteller: Dr. Avinash Chettri, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 580076059

Die photodynamische therapie (PDT) ist eine nicht-invasive Krebsbehandlung, bei der ein Photosensibilisator (PS) unter Lichteinwirkung reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugt, die Krebszellen zerstören. Allerdings fehlt ein umfassendes Verständnis darüber, wie die zelluläre Umgebung die photophysikalischen Eigenschaften eines PS beeinflusst, da aktuelle Untersuchungen in verdünnten Lösungen durchgeführt werden, die nicht die überfüllte intrazelluläre Umgebung nachahmen. Das Walter-Benjamin-Projekt wird diese Lücke schließen, indem es die Auswirkungen der Überfüllung auf die Strukturdynamik und Photophysik eines porphyrinbasierten PS, TMPyP4, und eines Guanin-Quadruplex (GQ) des c-myc-Protoonkogens untersucht, dessen Überexpression mit mehreren Krebsarten in Verbindung gebracht wird. Mithilfe von sichtbarer transienter Absorption und zeitaufgelöster Infrarotspektroskopie wird das Projekt Echtzeit-Momentaufnahmen der Dynamik des angeregten Zustands des PS, der strukturellen Veränderungen an der c-myc-GQ-Bindungsstelle und der Umwelteinflüsse auf ROS-vermittelte Photoreaktionen in einer überfüllten, zellähnlichen Umgebung erstellen. Dieser systematische Ansatz wird unser Verständnis davon verbessern, wie das Design von PDT-Medikamenten optimiert werden kann, und neue Strategien zur Bekämpfung von Krebs ermöglichen. Die wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Aktivitäten des Projekts sind strategisch darauf ausgerichtet, dem Kandidaten Möglichkeiten zu eröffnen, die komplementären Vorteile zeitaufgelöster sichtbarer und IR-Techniken zu kombinieren, um grundlegende Fragen zum rationalen Wirkstoffdesign für die PDT zu beantworten, sein Verständnis der Dynamik von Biomolekülen in komplexen zellähnlichen Umgebungen zu verbessern und Kooperationen mit Kliniken und der pharmazeutischen Industrie anzubahnen. Diese Fähigkeiten und Ressourcen werden den Status des Kandidaten zu einem unabhängigen Forscher mit umfassender Expertise im Verständnis der Dynamik von PDT-relevanten Medikamenten und biologischen Systemen erhöhen und es ihm ermöglichen, In-silico-Modelle zur Wechselwirkung zwischen Medikamenten und Umwelt zu validieren/modifizieren - ein Schritt zur Verbesserung der medizinischen Gesundheitsversorgung.

• DFG-Verfahren: Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweden
• Gastgeber: Professor Dr. Michal Maj, Ph.D.