Fabrikation und Charakterisierung von kolloidalen Biokompositen unter Verwendung von viralen Bauelementen

• Applicant: Professor Dr. Edwin Donath
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2006 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 20069013

Lipidbeschichtete Kolloide sowie Kapseln, die mittels Layer by Layer (LbL)-Technologie hergestellt werden, sollen mit Viren beziehungsweise virenähnlichen Partikeln fusioniert werden, indem man Kolloide und Viren pH-Bedingungen aussetzt, die jenen im endosomalen Kompartiment von Zellen ähneln. Als funktionale Bauteile können all jene lipidumhüllten Viren, Virenhybride oder virenähnliche Partikel verwendet werden, die ihre Zielzellen über rezeptorvermittelte Endozytose und nachfolgende Verschmelzung mit der endosomalen Membran infizieren. Dadurch werden mit dem Virus bzw. den viralen Partikeln auch ihre funktionalen Moleküle auf die Komposite übertragen. Wie weit diese jedoch ihre Authentizität und Funktion bewahren, ist eine Frage von grundsätzlicher Bedeutung. Wechselwirkungen mit der Unterlage, Konformationsänderungen durch Aktivierung usw. können limitieren. Ob z. B. die Fähigkeit der Viren, spezifische Wechselwirkungen mit zellulären Rezeptoren eingehen zu können, auf die kolloidale Oberfläche übertragen werden kann, ist eine Schlüsselfrage, da dies den zielgerichteten Transport von in die Kompositstruktur inkorporierten Substanzen in Gewebe ermöglichen könnte. Viele Viren sind evolutionär darauf optimiert, spezifisch in Wirtszellen eindringen und sich dort vermehren zu können. Viren besitzen die Fähigkeit zur spezifischen Bindung an Rezeptoren der Zelloberfläche und sind in der Lage die Barrierenfunktion der Zellmembran zu überwinden. Technologisch können virale Systeme dazu benutzt werden, die Produkte einzelner, rational entworfener Gensequenzen oder auch ganzer genetischer Bibliotheken an der Virenoberfläche zu präsentieren. Diese Kombination molekularbiologisch modifizierter viraler Oberflächen mit der Layer-by-Layer Beschichtung von Kolloiden und Kapseln verbindet somit zwei kraftvolle ¿Nano¿Technologien. Damit können neue, zur Wechselwirkung mit biologischen Einheiten fähige, multifunktionale Komposite entworfen und hergestellt werden

• DFG Programme: Research Grants