Surfactant Protein A vermitteltes biogenes Targeting von Alveolarmakrophagen durch oberflächenmodifizierte Nanopartikel zur Behandlung der pulmonalen Tuberkulose

• Antragsteller: Dr. Christian Ruge
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234052188

Mit ca. 1,8 Millionen Todesfällen pro Jahr ist die Tuberkulose die Infektionskrankheit, an der weltweit jährlich die meisten Menschen sterben. Bei dem verantwortlichen Pathogen (Mycobacterium tuberculosis) handelt es sich um einen intrazellulären Erreger, der in erster Linie Zellen des Immunsystems der Lunge befällt (vor allem Alveolarmakrophagen), wodurch das Bakterium schwer zugänglich für Antituberkulotika ist. Daher besteht eine der größten Herausforderungen in der Behandlung der Tuberkulose darin, ausreichend hohe Wirkstoffspiegel in dem intrazellulären Kompartiment zu erreichen, in dem sich das Bakterium befindet. Ein vielversprechender Ansatz, um selektiv hohe Wirkstoffspiegel innerhalb von Alveolarmakrophagen zu erreichen, sind oberflächenmodifizierte Nanopartikel. Um ausreichend effektive Konzentrationen in der direkten Umgebung der Mykobakterien zu realisieren, müssen solche Systeme allerdings mit dem Pathogen co-lokalisieren. Mycobacterium tuberculosis verwendet unter anderem einen Rezeptor für das Surfactant Protein A (SP-A), um in Alveolarmakrophagen aufgenommen zu werden. Desweiteren konnte in der Vergangenheit gezeigt werden, dass SP-A an Nanopartikel binden kann und so deren Aufnahme in Alveolarmakrophagen erhöht. In diesem Projekt soll daher ein nanopartikelbasiertes System entwickelt werden, das selektiv SP-A an der Oberfläche anlagern kann, so dass das adsorbierte Protein anschließend die Aufnahme der Partikel in Makrophagen vermittelt und es somit zu einer Co-Lokalisation mit Mykobakterien kommt. Diese Art von in situ Wechselwirkung zwischen Nanopartikeln und Biomolekülen, die eine biologische Antwort vermitteln, könnte in diesem Zusammenhang als biogenes Targting aufgefasst werden. Die Entwicklung und die Untersuchung von Nanopartikeln, die solche kontrollierten Bio-Nano Interaktionen eingehen, kann als grundlegende Forschung verstanden werden, die eine Voraussetzung für die Entwicklung neuer Therapieansätze im Kampf gegen Tuberkulose darstellt, und darüber hinaus neue Einblicke in die Wechselwirkung von nanoskaligen Systemen mit den Strukturen der menschlichen Lunge erlaubt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Professor Dr. Elias Fattal