RNA-Stent

Bisherige klinische Langzeitergebnisse der mit Koronarstents versorgten Gefäße zeigen, dass Restenosen nach wie vor häufig auftreten. Trotz enormer Fortschritte bei Stentdesign, Stentoberflächen und trotz Einsatz von Wirkstoffbeschichtungen (Drug-Eluting-Stents) besteht insgesamt eine zu hohe Inkompatibilität des Implantats mit den Gefäßwandzellen.

Im Projekt soll die Leukozyten-Endothelzelladhäsion unterbunden werden, ein Schlüsselmechanismus der Restenose. Dies soll durch die zeitlich und örtlich begrenzte, spezifische Reduktion der Oberflächenrezeptoren ICAM1, VCAM1 und E-Selectin auf Endothelzellen mittels RNAi-basiertem, spezifischem Rezeptor-Knock-Down erreicht werden. Die im Projekt vorgesehene siRNA zeigte in vitro bereits sehr gute Rezeptor-Knock-Down Ergebnisse.

Für den therapeutischen Erfolg ist zusätzlich eine kontinuierliche, mehrwöchige RNAi Transfektion der Endothelzellen in vivo erforderlich. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen zellkompatible, steuerbare Wirkstofftransporter entwickelt werden. Diese dienen gleichzeitig der Stabilisierung der RNA im Blut und einer verbesserten Transfektionseffizienz, also RNA-Aufnahme und Wirkung in Zellen.

Darüber hinaus erfordert das Projekt die erstmalige Entwicklung eines Koronarstents, der durch kontrollierte Freisetzung von stabilisierter, komplexierter RNA über mehrere Wochen die Entstehung von Restenosen verhindern kann. Dieser Ansatz wäre wirksamer und schonender als die aktuell eingesetzten Therapien.

Zur Optimierung aller dieser Schritte wurde das Projekt in technologische Bereiche aufgeteilt, die eine gleichzeitige Optimierung durch die Projektpartner ermöglichen sollen:

• Im Bereich des Stentdesigns werden durch Qualimed Stents mit möglichst großen Oberflächen und schonende Prozesse zum Crimpen der beschichteten Stents auf die Trägerballons entwickelt.
• Im Bereich der Transfektion werden von CureVac RNA-Nanopartikel mit optimaler Partikelgröße und Oberflächenladung konzipiert und neue Ansätze für die RNA Freisetzung in der Zelle erarbeitet.
• Nach unterschiedlichen Zeiten abbaubare Schichtsysteme und Hydrogele zur stabilen Beschichtung der Stents und zur Aufnahme und zeitlich kontrollierten Abgabe hoher Konzentrationen an RNA-Transfektionspartikeln werden am NMI

Die Kombination einzeln optimierter Module soll eine schnelle Etablierung des RNA-Stents als Produkt ermöglichen. Die Kenntnisse aus den Optimierungen der Einzelmodule sollte auch die schnelle Anpassung des RNA-Stent Aufbaus an die therapeutischen Erfordernisse ermöglichen.

• Am UKT werden dazu geeignete, möglichst anwendungsnahe Modellsysteme zur Prüfung der therapeutischen Wirkung etabliert.

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Zusammenfassung: Im Verlauf des Projektes konnten neue Stentdesigns untersucht und erste Funktionsmuster hergestellt werden. Durch Reduktion von Oberflächenladungen konnte die Aggregation der RNA-Nanopartikel stark reduziert und die Aufnahme in die Zelle verbessert werden. Bei gleichbleibender Stabilität der RNA-Nanoplexe konnte die Freisetzung der RNA in Zellen deutlich verbessert und dadurch die Transfektionseffizienz bei Endothelzellen erhöht werden. Unterschiedliche Schichtsysteme zur Immobilisierung und zeitlich kontrollierten Freisetzung von RNA-Nanoplexe konnten etabliert werden. Analysenverfahren zur Messung von Schichtauf- und Abbau wurden etabliert.