Drug Delivery in das ZNS mittels Polymernanopartikel

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Die Endothelzellen der Gehirnkapillaren bilden die Blut-Hirn Schranke (BHS), die für viele Wirkstoffe unüberwindbar ist, weil sie entweder zu hydrophil, zu groß oder Substrate von Exportproteinen sind, die in der BHS hoch exprimiert werden. Viele Therapieansätze scheitern deshalb. Eine Möglichkeit der Problemlösung stellen kolloidale Trägersysteme (Liposomen, Nanopartikel) dar, die mit nieder- und hochmolekularen Wirkstoffen beladen die BHS durchqueren können und im ZNS abgebaut werden. Während liposomale Systeme mit Polyethylenglycolen und zielsuchenden Strukturen dotiert werden müssen, reicht bei Polymeren eine Surfaktantbehandlung aus, um ein ZNS-Targeting zu erreichen. Im Vorhaben soll die Beladung von oberflächenbehandeltem poly-Butylcyanoacrylat (PBCA) bzw. poly-Ethylcyanoacrylat (PECA) mit (fluoreszierendem) Rhodamin-123 als Modellverbindung, Doxorubicin zur Behandlung von Gehirntumoren/Metastasen sowie Arylsulfatase zur Behandlung von Leukodystrophie untersucht werden. Die Partikelherstellung wird optimiert, Freigabemechanismen werden untersucht, Pharmakokinetik und Gehirngängigkeit im Rattenmodell in vivo bestimmt, der Mechanismus der BHS-Passage wird in einem in-vitro-Modell der BHS mittels ultrahochauflösender Fluoreszenzlokalisations-mikroskopie (SPDM), Impedanzanalyse und biochemischer Charakterisierung der Zellantwort auf die Nanopartikelapplikation untersucht. In einer proof-of-Konzept Studie in einem Maus-Gehirntumormodell soll die Funktionalität der hergestellten Doxorubicin-Partikel gezeigt werden.