Interaktion von Materialien mit Zellen und Geweben

Beispiel für die multivalente Interaktion von Nanopartikeln mit Zellen. Der Einsatz multivalenter Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen ist eine etablierte Strategie um Nanostrukturen mit hoher Avidität zu gewünschten Zielgeweben oder -zellen zu erhalten. Die Abbildung zeigt das Phänomen am Beispiel eines Poly(laktid-co-glykolid) (PLGA) Nanopartikels, der mit Angiotensin II (Ang-II) funktionalisiert wurde und an einer Zellmembran bindet, die den Angiotensin II-Rezeptor Subtyp 1 (AT1R) exprimiert. © Universität Regensburg, Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie

Wechselwirkungen zwischen Zellen und Geweben auf der einen und Materialien auf der anderen Seite spielen eine herausragende Rolle für zahlreiche pharmazeutische und biomedizinische Anwendungen. Gezielte Interaktionen kann man sich beispielsweise zu Nutze machen, um das Verhalten von Zellen im Rahmen ihrer Kultivierung oder für Anwendungen des Tissue Engineerings zu kontrollieren. Während die Materialoberflächen in diesem Fall häufig größer dimensioniert sind als die Zelloberfläche, spielen gezielte Wechselwirkungen aber auch eine herausragende Rolle im umgekehrten Fall nämlich bei der Interaktion von Nanomaterialien mit Zellen und Geweben. In diesem Zusammenhang werden im Arbeitskreis insbesondere Wechselwirkungen von funktionalisierten Nanopartikeln mit potentiell therapeutisch relevanten Ziel-Zellen untersucht. Im Rahmen dieser Arbeiten sind insbesondere Mechanismen der Bindung von Nanopartikeln an Zellen und deren zelluläre Aufnahme von Interesse. Dabei ist es von herausragender Bedeutung, Kontrolle über die Prozesse und Mechanismen der Zellanbindung und den Verbleib von Nanopartikeln in der Zelle zu erhalten. Dazu kommen unter anderem bildgebende Verfahren zum Einsatz. Ziel ist es, zu verstehen, wie Nanopartikel aufgrund ihrer physikochemischen Eigenschaften mit Zellen interagieren und welche Strukturen auf zellulärer Seite hierbei eine Rolle spielen, um Rückschlüsse auf ihren Verbleib im biologischen System ziehen zu können.