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Prof. Dr. Burkhard Schlosshauer

Immunologie an Grenzflächen

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Die Zelle wächst auf Implantatfilamenten, die mit siRNA-Nanopartikeln beschichtet sind. Durch die aufgenommene siRNA werden Regenerationshemmende Proteine unterdrückt.

Die Zelle wächst auf Implantatfilamenten, die mit siRNA-Nanopartikeln beschichtet sind. Durch die aufgenommene siRNA werden Regenerationshemmende Proteine unterdrückt.

Nano4Neuro: Nervenimplantate mit Nanotherapeutika

Nervenimplantate aus Biomaterial werden mit Nanotherapeutika in Form von kleinen RNA-Molekülen (siRNA) beschichtet.

Projektname: Nano4Neuro
Nano-Functionalised Implants for the Regenerative Treatment of Spinal Cord and Nerve Lesions
Projektleiter: Prof. Dr. Burkhard Schlosshauer
Geldgeber: EU / BMBF
Projektträger: VDI
FKZ: 13N01136
Laufzeit von: 01.04.2010
Laufzeit bis: 31.03.2013

Rückenmarksverletzungen und Schädigungen des peripheren Nervensystems können nicht oder nur zu einem begrenzten Teil geheilt werden. Die Nervenregeneration wird vor allem durch Lücken im Gewebe, Narbenbildung und inhibitorische Proteine verhindert. Diese hemmenden Komponenten sollen mithilfe maßgeschneiderter siRNA-Nanopartikel in Verbindung mit resorbierbaren Biomaterialprothesen überwunden werden.

Beschreibung

Rückenmarksverletzungen und Schädigungen des peripheren Nervensystems können nicht oder nur zu einem begrenzten Teil geheilt werden. Die Nervenregeneration wird vor allem durch Lücken im Gewebe, Narbenbildung und inhibitorische Proteine verhindert. Nanomedizinische Ansätze versprechen innovative regenerative Therapien zusätzlich zu den traditionellen Methoden. Das Projekt Nano4Neuro bietet ein neues interdisziplinäres Konzept im Bereich der materialwissenschaftlichen und biomedizinischen Forschung. Dieses Projekt kombiniert nanostrukturierte resorbierbare Implantate mit molekularbiologischen Nanotherapeutika.

Es werden nanostrukturierte, resorbierbare Implantate (Röhren, die Filamente enthalten) mit Nanoporen verwendet. Diese garantieren einen Nährstoffaustausch und verhindern gleichzeitig die Infiltration von störenden Zellen. Mit diesen Biomaterial-basierten Implantaten sollen Läsionsstellen im Nervengewebe gezielt überbrückt werden. Nanotherapeutika wie Oligonukleotid-Biomaterial-Nanopartikel werden in das oben genannte Implantat integriert und werden so ganz bestimmte zelluläre Prozesse modulieren, um a) der Narbenbildung ganz spezifisch entgegen zu wirken und b) wieder auswachsende Neuriten gegen wachstumshemmende Proteine im erwachsenen Nervengewebe zu desensibilisieren. Die intrazellulären Signalwege von Neuriten werden durch die Unterdrückung zentraler Proteine therapeutisch modifiziert. Diese Hemmung der Proteine geschieht durch das Ausschalten der zugehörigen Gene mittels Ribonukleinsäure-Interferenz (RNAi).

Für eine mögliche klinische Anwendung der RNAi-Technologie (Nobelpreis 2006) im Nervensystem werden wir uns im Speziellen auf die Herstellung von siRNA-Nanopartikeln konzentrieren. Dies beinhaltet neue zellspezifische Produkte in Verbindung mit dem Makro-Implantat. Das Einbringen dieser Nanotherapeutika in das Biomaterial des Implantats wird eine neue, innovative Wirkstofffreisetzung am Zielort bedeuten. Die nano-biofunktionalisierten Implantate werden in präklinischen Läsionsmodellen des peripheren Nervensystems und des Rückenmarks in der Ratte getestet. Die Nanotherapeutika-Technologie ist eine Querschnittstechnologie, die leicht in vielen anderen medizinischen Indikationsgebieten angewendet werden könnte. Die kombinierten, weitreichenden Kompetenzen der europäischen Länder werden es uns ermöglichen, die Ziele dieses interdiziplinären regenerativen Therapiekonzeptes zu erreichen.

Projektpartner

  • Dänemark/Interdisciplinary Nanoscience Centre (iNANO) - Åarhus University
  • Deutschland/ITV Denkendorf Produktservice GmbH (ITVP)
  • Frankreich/University Paris-IX
  • Schweden/IMB (Integrative Medical Biology)  Umeå University
  • UMR CNRS 8612

Veröffentlichungen

Hoffmann; N., Mittnacht U., Hartmann, H., Kjems, J., Oberhoffner, S., Schlosshauer, B. (2011) Neuronal and glial responses to siRNA-coated nerve guide implants in vitro. Neurosci. Letters 494, 14-18.
Mittnacht, U., Hartmann, H., Hein, S., Oliveira, H., Oberhoffner, S., Pego, A., Howard, K., Schlosshauer, B. (2010) siRNA-chitosan nanoparticles biofunctionalize nerve implants and enable neurite outgrowth. NanoLetters 10, 3933- 3939.

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