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Transposon-Nanocarrier auf Basis von Poly(Propylenimin) für die gezielte Einschleusung von therapeutischer DNA in Tumorzellen


DFG



In diesem Projektvorhaben werden neuartige, modular aufgebaute, nicht-virale Transportsysteme für die gezielte Anlieferung von therapeutischer DNA (Survivin-shRNA, PE38-Exotoxin) an Tumorzellen entwickelt und erforscht.
Rückgrat dieser Systeme sind polykationische DNA-Carriermoleküle, wie z.B. Poly(propylenimin), die in verschiedenen modifizierten Varianten eingesetzt werden, um DNA zu komplexieren. An diese Komplexe werden molekulare Zielsuchköpfe, wie z.B. Einzelkettenantikörper (scFv) oder Peptid-Liganden gekoppelt, die spezifisch an Oberflächenmarkern von Tumorzellen binden. Die resultierenden assemblierten Nanopartikel werden über eine Rezeptor-vermittelte Endozytose in Tumorzellen aufgenommen, während eine unerwünschte Aufnahme der Nanopartikel in gesunde Zellen durch chemische Modifikationen der polykationischen DNA-Carrier verhindert werden soll.

Zum Proof-of-Concept werden in vitro-Kulturen von Prostatakarzinomzellen sowie Gliomblastomzellen verwendet. Hierbei werden bereits etablierte sowie neue molekulare Zielsuchköpfe gegen die Tumormarker „Epidermal Growth Factor Receptor variant III“ (EGFRvIII) und „Prostate Specific Membrane Antigen“ (PSMA) eingesetzt und vergleichend analysiert.

Die verwendeten DNA-Elemente sind so konzipiert, dass die darin enthaltenen therapeutischen Gene - einmal in der Zelle angekommen - stabil in das Zellgenom mit Hilfe einer „Sleeping Beauty Transposase“ integriert und exprimiert werden. Das hierbei zusätzlich verwendete sogenannte „Minicircle-Plasmid“-System enthält keine bakteriellen Plasmid-Bestandteile und minimiert so das Risiko einer ungewollten Aktivierung von „Pattern Recognition“-Rezeptoren. Im Gegensatz zu Immuntoxinen, deren repetitive Applikation durch aufkommende neutralisierende Antikörper des Patienten limitiert sind, soll dieser Ansatz eine mehrfache Behandlung ermöglichen.

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