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Projektübersicht

Der Sonderforschungsbereich gliedert sich in die Themengebiete Core (A), Shell (B), Medium (C) und Viral (D) sowie Transfer (T), Bildungseinrichtungen und Öffentlichkeit​ (Ö) und zentrale Aufgaben (Z)
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Foto: Peter H from Pixabay

Der Kampf gegen entzündliche Erkrankungen, z.B. bei Infektionen, ist für die Menschheit von großer Bedeutung und erfordert neuartige Strategien für eine wirksame und sichere Pharmakotherapie. Aktuelle Konzepte zur Medikation entzündlicher Erkrankungen leiden unter eingeschränkter Biokompatibilität und Organspezifität der verfügbaren Medikamente und sind mit schwerwiegenden Nebenwirkungen verbunden.

Der SFB PolyTarget bietet inno­vative Ansätze zur Lösung dieser Behandlungshürden. Unser Konsortium verfolgt das langfristige Ziel, zelltypspezifische polymere Nanopartikel (NP) zu entwickeln, die in ver­schiedenen Stadien der Entzündungsprozesse selektiv eingreifen. Ziele für die NP-Behand­lung sind die Krankheitserreger direkt oder gleichzeitig auftretende schädliche Entzündungs­reaktionen. Neu entwickelte Medikamente, die in gewebespezifische NP eingekapselt werden, ermöglichen die Auflösung lokaler und systemischer Entzündungsreaktionen und schützen entfernte Organe. Mit Hilfe dieser Strategien geht PolyTarget ein breites Spektrum von entzündlichen Erkrankungen an die u.a. zu Organversagen, d.h. Sepsis, führen. Um diesen Herausforderungen entgegenzutreten, ist eine ganzheitliche Betrachtung der Ursachen und Auswirkungen von Entzündungsreaktionen erforderlich.

PolyTarget bildet das gesamte Spektrum der Methoden zur Herstellung und effizienten Anwendung zelltypspezifischer NPs ab, darunter die Synthese systematischer Polymerbibliotheken, die Formulierung von NP-Bibliotheken, die Entwicklung neuer entzündungshemmender Arzneimittel, die Modellierung von Arzneimittel-Polymer-Wechsel­wirkungen und die Anwendung biomedizinischer Testmethoden zur Wirksamkeit der NP. Die besondere Stärke des SFB ist, dass aller Schritte bei der Herstellung und Anwendung der NP komplett charakterisiert werden.

  • Bereich A – CORE beinhaltet Projekte, die sich im weitesten Sinne mit dem „Inneren“ der NPs befassen.
  • Projekte in Bereich B – SHELL konzentrieren sich auf die oberflächenspezifischen Wirkungen von NP auf Biomoleküle und Zellen.
  • Bereich C – MEDIUM erweitert das Gebiet auf Zellen, Organismen, Organoide und Tierversuche.
  • Bereich D – VIRAL nutzt das Know-how des SFB zur Bekämpfung von Virusinfektionen.
  • Ein Öffentlichkeitsprojekt (Ö01) übersetzt die Konzepte und Ergebnisse von PolyTarget in die Schulbildung.
  • Der Bereich Z versorgt den gesamten SFB mit Schlüsseltechnologien wie chemischer Synthese, Upscaling, Versorgung mit menschlichen Makrophagen, zentralen Analysetechniken sowie bioinformatischen Ansätzen, wobei der wissenschaftliche Anspruch gegeben ist, diese Methoden weiterzuentwickeln. Darüber hinaus wird die PolyTarget Graduiertenschule (RTG) die pädagogische Betreuung von DoktorandInnen des SFB fortsetzen, indem sie gezielt interdisziplinäre wissenschaftliche Expertise fördert, um die Bedingungen für Forschung und die persönliche Entwicklung zu unterstützen.

Themengebiet A: CORE

Ein Chemiker arbeitet mit flüssigem Stickstoff.
Maßgeschneiderte multifunktionale Polymere und Nanopartikel mit optimierter Kompatibilität von bioabbaubarem Kern und eingeschlossenem Wirkstoff
Eine Chemikerin und ein Chemiker arbeiten im Syntheselabor.
Multifunktionelle Polysaccharid-basierte Nanopartikel für zielgerichteten Wirkstofftransport mit zweistufiger Freisetzungs-Charakteristik
Reagenzgläser mit rosa Flüssigkeit
Photosäure und Photobasen als licht-responsive Elemente in Blockcopolymernanostrukturen für Wirkstofftransport und -freisetzung
Reagenzgläser mit rosa Flüssigkeit
Räumlich und zeitlich genaues Targeting von Membran-gebundenem mPGES-1 und FLAP / 5-LO durch zweifache Inhibitoren unter Verwendung von polymerbasierten Nanoträgern
Eine Chemikerin bringt mit einer Pipette Zellproben  in eine sogenannte Mikrotiterplatte ein.
Nanopartikel zur zielgerichteten effizienten Translokation durch gastrointestinale Barrieren
Ein Chemiker arbeitet im Syntheselabor.
Kontrolle des Stealth- und Barrierebruchverhaltens: Hybridprotein-Nanofasern und POxylierung von polymeren Nanopartikeln mit strukturell zugeschnittenen thermischen Eigenschaften

Themengebiet B: SHELL

Zellgewebe auf dem Monitor eines Fluoreszenzmikroskops.
Gezielte, durch Nanopartikel vermittelte Aufnahme von Nukleinsäuren in Muskelstammzellen zur Prävention der Critical-Illness-Myopathy (CIM)
Eine Chemikerin und ein Chemiker arbeiten im Syntheselabor.
Makromolekulare Prodrug-Nanopartikel zur antimikrobiellen Therapie
Projekt B03
Bioinspirierte Guanidinium-enthaltende Nanopartikle zum Gentransfer
Eine Chemikerin bei der bei der Arbeit an einem Mikroskop.
Spitzen-verstärkte Raman-Spektroskopie zur Untersuchung von Oberfläche und strukturellen Veränderungen in Blockcopolymer-basierten Nanopartikeln

Themengebiet C: MEDIUM

Eine Technikerin bei der der Arbeit an einer Zentrifuge.
Raman-spektroskopische Charakterisierung der Aufnahme- und Wechselwirkungsmechanismen von Nanopartikeln und Wirkstoffen mit hepatischen Sternzellen
Reagenzgläser mit rosa Flüssigkeit
Maßgeschneiderte Anwendung von antientzündlichen natürlichen Wirkstoffen mittels polymerbasierten Nanoträgern zur Hemmung des Zytokin- und Eicosanoidsturms bei infektiösen Entzündungen
Zwei Chemikerinnen bei der Arbeit an einem Elektronenmikroskop.
Untersuchung zellulärer Antworten auf Nanopartikelaufnahme mithilfe von korrelativer TEM und hochaufgelöster Fluoreszenzabbildung
Chemiker mit Reagenzglas im Labor
Prävention des infektionsgetriggerten Leberschadens über die gezielte Modulation der Immunantwort

Themengebiet D: VIRAL

Reagenzgläser mit rosa Flüssigkeit
Nachahmung viraler Eintrittsmechanismen mit polymeren Nanopartikeln
Chemikerin im Labor
Verpackungsoptimierung für antivirale und entzündungshemmende Wirkstoffe zur Behandlung von Infektionen der Atemwege durch Viren mit Pandemiepotential

Themengebiet T: TRANSFER

Chemikerin im Labor
Targeting renaler Phosphoinositid-3-Kinase γ (PI3Kγ) mittels farbstoffmarkierter Nanopartikel

Themengebiet​ Ö: Bildungseinrichtungen und Öffentlichkeit

Kinder mit buntem Schleim
Didaktische Rekonstruktion aktueller Forschung an der Schnittstelle von Nanotechnologie und Medizin

Themengebiet Z: Zentrale Forschungsplattform und unterstützende Projekte

Zwei Chemiker arbeiten an einem Reaktor zur Herstellung von Polyethylenoxid
Forschungsprogramm für die Synthese, Formulierung und erweiterte physikochemische Charakterisierung von Polymeren und Nanopartikeln
Zwei Chemikerinnen bei der Arbeit an einem Elektronenmikroskop.
Integrierte Graduiertenschule
Bestückung eines einen sogenannten Synthese- und Formulierungsroboters
Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereiches