Organische Chemie (C3) Prof. Dr. Thomas Heinze Forschungsschwerpunkte Entwicklung neuer Lösemittelsysteme als Basis für die Umformung und chemische Funktionalisierung von Polysacchariden Polysaccharidfunktionalisierung mittels effizienter Synthesemethoden (reaktive Plattformverbindungen, Click-Chemie, nukleophile Substitution, in situ-Aktivierung, Schutzgruppentechnik) Ersatz von synthetischen Polymeren in medizinischen, kosmetischen und technischen Anwendungen für eine nachhaltige und umweltverträgliche Chemie Studien zur Derivatisierung und Anwendung von Alginat, Pektin und biotechnologisch erzeugten Polysacchariden Analytik von Polysacchariden und Polysaccharidderivaten auf allen Strukturebenen Wie beeinflussen die chemische Struktur von Polysaccharidderivaten und die Herstellungsmethode für Nanopartikel deren Form und das Freisetzungsverhalten von Medikamenten? Diese Frage wurde durch eine enge Wechselwirkung zwischen dem Strukturdesign durch chemische Derivatisierung und der Bewertung der biologischen Aktivität in Projektphase I beantwortet. Valproinsäure (VPA), ein Histon-Deacetylase-Inhibitor (HDACi), wurde durch Veresterung kovalent an Cellulose und Dextran gebunden. Die resultierenden Produkte wurden zu stabilen und nichttoxischen Nanopartikeln umgeformt. In vitro-Tests ergaben, dass die Freisetzung von VPA erhöht wird, indem Multifunktionelle Wirkstoffträger mit mehrstufiger Freisetzungscharakteristik das Polymer hydrophil gemacht wird, ohne seine Fähigkeit zur Bildung von Nanopartikeln zu beeinträchtigen. In Projektphase II werden HDACi mit unterschiedlichen Eigenschaften (Wirkstoff 2 in Abb. 1) zusätzlich zu VPA kovalent (Wirkstoff 1 in Abb. 1) gebunden und untersucht. Die Freisetzungsraten, d.h. schnell und langsam, werden durch verschiedene Linkerstrukturen, z.B. Thioester, Hydrazide sowie Imide, erreicht. Eine neue Strategie besteht darin, die Nanopartikeloberfläche durch selektive Anker mit zellspezifischen Bestandteilen zu versehen, um Entzündungen gezielter behandeln zu können. Leber und Niere sind im Zentrum des Interesses, da diese Organe bei Krankheiten mit den weitverbreiteten systemischen Entzündungen, wie Sepsis oder dem hämolytisch-urämischen Syndrom, stark betroffen sind. Die biologische Aktivität und die Mechanismen neuartiger, mit Arzneimitteln beladener Nanopartikel werden ex vivo in Zellkulturen oder auf mikrofluidischen Organchips und in vivo in definierten Tiermodellen untersucht. [1] Kühne, M., Kretzer, C., Lindemann, H., Godmann, M., Heinze, T., Werz, O., Heinzel, T. (2021): Biocompatible valproic acid-couples nanoparticles attenuate lipopolysaccharide-induces inflammation. International Journal of Pharmaceutics, DOI: 10.1016/ j.ijpharm.2021.120567. [2] Kühne, M., Lindemann, H., Grune, C., Schröder, D., Cseresnyés, Z., Godmann, M., Koschella, A., Figge, M. T., Eggeling, C., Fischer, D., Heinze, T., Heinzel, T. (2021): Biocompatible sulfated valproic acidcoupled polysaccharide-based nanocarriers with HDAC inhibitory activity. Journal of Controlled Release, DOI: 10.1016/ j.jconrel.2020.10.006. Abb. 1. Aufbau multifunktioneller Polysaccharidbasierter Nanopartikel mit organspezifischer Wirkstofffreisetzung zur Behandlung von Entzündungskrankheiten. Bild: AG Heinze 62 — FORSCHUNG
RkJQdWJsaXNoZXIy OTI3Njg=