Sonderforschungsbereich 1112

Nanocarrier: Architektur, Transport und zielgerichtete Applikation von Wirkstoffen für therapeutische Anwendungen

Der Schwerpunkt des SFB 1112 liegt auf der Erforschung neuer Wege bei der Behandlung entzündlicher Hauterkrankungen durch wirkstoffbeladene Trägersysteme in Nanogröße, den sogenannten Nanocarriern. An dem Projekt mit dem Titel „Nanocarrier: Architektur, Transport und zielgerichtete Applikation von Wirkstoffen für therapeutische Anwendungen“ beteiligt sind die Charité – Universitätsmedizin Berlin, das Helmholtz Zentrum Geesthacht in Teltow – Institut für Biomaterialforschung und die Universität Potsdam.

Für eine erfolgreiche topische, also örtliche, äußerliche Therapie ist die Aufnahme von Wirkstoffen bedeutsam. Forschungsziel des SFB ist es, diese Substanzen am Wirkort effizient zu konzentrieren und gleichzeitig die Nebenwirkungen auf den gesamten Organismus zu minimieren. Dabei sollen die nanoskopischen Trägersysteme und die Konzepte der topischen Therapie insgesamt optimiert werden.
In dem von unserer Arbeitsgruppe bearbeitetem Projekt geht es vor allem um die Untersuchung des Toxizitätsprofils der Nanocarrier mittels verschiedener Hochdurchsatzverfahren. Hierbei liegt der Fokus auf dem Screening für die dermale Applikation. Wir wollen die möglichen Gefahren von Nanocarriern auf der zellulären, subzellulären und genomischen Ebene untersuchen und verstehen, um mögliche Risiken für spätere Entwicklungen und Untersuchungen zu minimieren. Hierfür werden harmonisierte Methoden und standardisierte Assays zur Evaluierung der Effekte des Nanocarriersystems entwickelt und verwendet.

Insgesamt werden neben den zytotoxischen auch genotoxische und immunologische Eigenschaften der ohne und mit Wirkstoff beladenen Nanocarrier untersucht werden. Zu diesem Zweck wird eine ganze Reihe an Testsystemen eingeführt, die alle Arten von Nanocarriern bewerten sollen. Dies ist notwendig, da Nanocarrier eine ganze Bandbreite an Systemen bilden, die von nanostrukturierten Lipidcarriern, Polymernanoarchitektur, depsopeptid-basierten Nanopartikeln bis hin zu Nanogels reichen. Des Weiteren können die spezifische Oberfläche und die extreme Größe der Nanocarrier, verglichen zu größeren Partikeln derselben chemischen Verbindung, den zytotoxischen Effekt stark beeinflussen. Außerdem werden wir die Mechanismen, die mit adversen Effekten verbunden sind, untersuchen. Die oxidative Schädigung, Zytokinsekretion, Zellzyklusbeeinflussung und die Immunantwort werden mit physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Oberflächenladung, Größe, Struktur und Löslichkeit in Beziehung gesetzt.

In diesem Projekt wird somit eine Evaluierungsplattform für Nanopartikel bereitgestellt. Dies ist für die weitere Entwicklung von Nanocarriern im SFB 1112 von essentieller Bedeutung. Des Weiteren hat das Projekt auch einen großen wissenschaftlichen Stellenwert, da sich die Erforschung der Toxizität von Nanopartikeln immer noch in der Anfangsphase befindet. Das Gleiche gilt für relevante physikochemische Eigenschaften der Nanomaterialien, was ebenfalls untersucht werden soll.

Ansprechpartner: Dr. Christian Gerecke