Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Projekt zur Entwicklung multiligandbindender Nanopartikel

Erkennung und Aufnahme von Nanopartikeln durch Zellen sind derzeit Gegenstand intensiver Forschungsanstrengungen. Strategien, die es ermöglichen, dass Nanoteilchen eine definierte Zielzelle mit höchster Genauigkeit erkennen, sind für zahlreiche medizinische und biomedizinische Anwendungen, wie Gen- und Tumortherapie von herausragender Bedeutung. Leider sind Nanomaterialien für solche Anwendungen derzeit immer noch weit entfernt von einer angemessenen Effizienz.

Ziel des von der DFG geförderten Projektes des Lehrstuhls für Pharmazeutische Technologie ist es, diese Lücke zu schließen und neue Konzepte für die Zell-Nanopartikel Erkennung zu entwickeln. Das Projekt greift auf Erfahrungen mit der Bindung von Quantenpunkten an Zelloberflächenrezeptoren zurück. So konnten wir mit Nanopartikeln, die Liganden für einen G-Protein gekoppelten Rezeptor (GPCR) tragen, zeigen, dass diese Nanopartikel an mehrere Rezeptoren gleichzeitig binden. Die Fähigkeit von Nanopartikeln mit dieser sog. Multiligandbindung den Abstand zwischen mehreren Rezeptoren zu überbrücken, eröffnet die Möglichkeit hoch effektive Zellerkennungsstrategien von Viren auf Nanopartikel zu übertragen.

Abbildung: Multiligandbindende Nanopartikel. (A) Partikel, der einer Homo-Multiligandbindung unterliegt indem er an mehrere Rezeptoren eines Typs bindet. (B) Partikel mit einer Hetero-Multiligandbindung, der gleichzeitig an mehrere verschiedene Rezeptoren bindet.

Dazu werden Nanopartikel entwickelt, die an zwei verschiedene Rezeptortypen binden. GPCRs dienen als primäre Rezeptoren, die es Nanopartikeln zunächst noch erlauben sollen reversibel an die Zelle zu binden. Nur diese primär immobilisierten Partikel haben dann die Fähigkeit an einen sekundären Rezeptor zu binden, der eine Internalisierung der Partikel in die Zielzelle vermittelt. Dies soll die Spezifität der Partikelbindung an solche Zellen gewährleisten, die beide Rezeptoren tragen.