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VW-Stiftung fördert die Erforschung komplexer Materialien

für die Biowissenschaften am Zentrum für Arzneistoffforschung (ZAF) der Universität Freiburg

Freiburg, 04.08.2004

Materialien nehmen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung neuer Technologien ein. Von neuen Materialien erhofft man sich unter anderem Miniaturisierung, Gewichtsminderung, bessere Umwelt- und Bioverträglichkeit oder auch geringeren Rohstoff- und Energiever-brauch - und dies bei gleichzeitig optimierten strukturellen und funktionellen Eigenschaften. Mit ihrer Förderinitiative "Komplexe Materialien: Verbundprojekte der Natur-, Ingenieur- und Biowissenschaften" will die Volkswagen-Stiftung Wissenschaftler anregen, die traditionellen Grenzen der Werkstoffdisziplinen zu überschreiten und von Erkenntnissen und Erfahrungen anderer Gebiete einschließlich der Biowissenschaften zu profitieren. Für sieben neue Vorhaben in dieser Initiative bewilligte die Stiftung jetzt rund 3,35 Millionen Euro. Gefördert wird unter anderem ein Projekt zu so genannten Drug-Carrier-Systemen, an dem die Arbeitsgrup-pen von Prof. Dr. Rolf Schubert und Privatdozentin Dr. Regine Peschka-Süss am Zentrum für Arzneistoffforschung (ZAF) der Universität Freiburg beteiligt sind. Für das Vorhaben "Block-Copolymer-Vesikel mit kontrollierten Aufnahme- und Freisetzungsfunktionen für Arzneistoffe und Gene" stellt die VW-Stiftung, zunächst für drei Jahre, 683.000 Euro bereit.

Drug-Carrier-Systeme, der Name sagt es schon, sind Transportsysteme, mit denen sich etwa Medikamente gezielt an erkrankte Regionen im Körper transportieren lassen - bis hinein in die einzelne erkrankte Zelle. Je nach verfolgter Strategie bestehen diese Systeme aus unterschiedlichen Materialien. In dem Kooperationsprojekt ist es das Ziel der Wissenschaftler, neuartige Polymervesikel als vielseitige Trägersysteme zu entwickeln. Vesikel sind Membran-Hohlkügelchen in der Größenordnung von etwa 50 - 300 Nanometern (milliardstel Meter). Mit deren Hilfe sollen sowohl Arzneistoffe als auch Nukleinsäuren kontrolliert in die gewünschten Körperzellen transportiert werden. Die neuen Polymere (große synthetische Moleküle) sind in der Lage sich selbst zu Membranen zu organisieren und dadurch Vesikel zu bilden. Das Vorhaben zeichnet sich dadurch aus, dass die Forscher Antworten auf die wesentlichen offenen Schlüsselfragen im Bereich der Nanotechnologie von Drug-Carrier-Systemen finden wollen.

Die Gruppen von Professor Dr. Rolf Schubert und Privatdozentin Dr. Regine Peschka-Süss vom Institut für Pharmazeutische Wissen-schaften, Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie der Universität Freiburg, arbeiten mit ihren beiden Teilprojekten eng mit den Gruppen von Professor Dr. Stephan Förster vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Hamburg, Professor Dr. Dr. h. c. Markus Antonietti vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und Professor Dr. Christian Mayer vom Institut für Chemie der Universität Duisburg-Essen zusammen.

In diesen Instituten werden geeignete Polymere mit modernsten Methoden synthetisiert und charakterisiert. Dabei kommen dabei eine Reihe von Methoden wie die Licht-, Neutronen- und Röntgenstreuung, sowie neu entwickelte NMR- und Membranseparationsmethoden zur physiko-chemischen Charakterisierung der Polymere und Arzneistoff-Carrier-Nanosysteme zum Einsatz.

In der Gruppe von Prof. Schubert werden bisher unter anderem Lipo-somen, das sind Vesikel aus natürlichen Membranlipiden, als Drug-Carrier-Systeme untersucht. Die Vesikel aus Polymeren könnten auf Grund ihrer maßgeschneiderten Eigenschaften noch besser in der Lage sein, die Arzneistoffe gesteuert in die erkrankten Gewebe zu transportieren und damit die Nebenwirkung von Medikamenten erheblich zu verringern. Dazu müssen Verfahren zur Vesikelher-stellung etabliert werden, die Vesikel-größen optimiert werden, eine optimale Beladung mit Wirkstoffen (z.B. Zytostatika zur Krebsbehandlung) und ausreichende Stabilität während des Transports im Organismus erreicht werden.

Ein ähnliches Ziel verfolgen die Arbeiten von Frau Dr. Peschka-Süss zur nicht-viralen Gentherapie. Es handelt sich dabei um grundlegende Arbeiten zur Einschleusung von genetischem Material in erkrankte Zellen und nicht nicht um genetische Manipulation von Erbgut. Zahlreiche Erkrankungen wie Krebs oder AIDS sind auf Veränderung des menschlichen Genoms zurückzuführen und weltweit bemühen sich Forscher, in den erkrankten Zellen defekte Gene durch intakte zu ersetzen. Dies wird meist mit veränderten Viren als Carriersystemen versucht, die jedoch zum Teil erhebliche Nachteile zeigen. In der nicht-viralen Gentherapie mit Lipiden oder Polymeren können viele dieser Probleme umgangen werden.

Zunächst sind in den beiden Freiburger Gruppen Untersuchungen zur Biokompatibilität der neuen Materialien und zur Optimierung ihres Wirkstoff- und Gentransportes im Organismus geplant. Letztlich soll eine gezielte Ansteuerung von erkrankten Zellen erreicht und der Weg der Wirkstoff-Polymer-Aggregate in verschiedenen Zelllinien näher untersucht werden.




Kontakt

Prof. Dr. Rolf Schubert
Privatdozentin Dr. Regine Peschka-Süss
Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie
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Tel 0761 203 6336/6337
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