Anpassung von nanocarrier-basierten Drug-Delivery-Systemen an den Redox-Zustand und Thiol-Gradienten gesunder und erkrankter Haut

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Rainer Haag; Professor Dr. Eckart Rühl; Professorin Dr. Annika Vogt
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Dermatologie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407272851

Es sollen in einem interdisziplinär ausgerichteten Projektverbund, der die Bereiche Polymerchemie, Dermatologie und Physikalische Chemie beinhaltet, neuartige polymere Nanocarrier im Teilprojekt 1 synthetisiert werden, die sich zum Transport von dermalen, antiinflammatorischen Wirkstoffen eignen. Diese sollen empfindlich auf Redoxprozesse sowie Thiolgradienten in der entzündeten Haut reagieren, so dass damit ihr Transport sowie die Freisetzung von Wirkstoffen am Beispiel des Wirkstoffs Rapamycin gesteuert werden kann. Das Teilprojekt 2 widmet sich dermatologischen Studien, wobei die Nanocarrier sowohl auf Zellen wie auch auf Humanhaut aufgebracht werden. Es wird der Einfluss von Zytokinen, oxidativem Stress sowie enzymatischer Aktivität auf die Penetration der Nanocarrier und auf den Ort der Wirkstofffreisetzung untersucht. Ebenso werden die Wirksamkeit des mittels Nanocarrier transportierten Rapamycins auf Keratinozyten und Immunzellen in Haut-Immunzell-Kokulturen und der Einfluss entzündlichen Milieus auf zelluläre Aufnahme und biologische Effekte von Nanocarrier und Wirkstoff untersucht. Das Teilprojekt 3 widmet sich der räumlich hoch aufgelösten und labelfreien Spektromikroskopie. Hierzu gehören insbesondere die Röntgenmikroskopie sowie die Rasterkraft-basierte Infrarotmikroskopie. Mit diesen Methoden sollen der Ort und die Menge der Wirkstoffe sowie der Nanocarrier und ihrer Zerfallsprodukte quantitativ als Funktion der biologischen Bedingungen und der Einwirkzeit bestimmt werden. Aus dem Zusammenwirken aller Teilprojekte soll das grundlegende Konzept einer neuartigen Klasse von Nanocarriern für die topische Dermatotherapie erarbeitet und optimiert werden, eine kontrollierte Wirkstoffabgabe von schwer zu formulierenden Wirkstoffen selektiv in entzündlich erkrankter Haut ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen