Der Sonderforschungsbereich (SFB)1066 erforscht den Einsatz nanopartikulärer Wirkstoffträger (NP) in der Tumor-Immuntherapie. Neuartige Polymer- und Lipid-basierte NP werden synthetisiert, chemisch charakterisiert und ihre Anwendung in komplexen biologischen Systemen bis hin zum Menschen untersucht. Ziel ist es, das Immunsystem von Tumorpatienten so zu aktivieren, dass Tumore über die körpereigene Immunabwehr erkannt und zerstört werden. Neben einer Tumor-spezifischen Immunantwort durch Vakzinierung zielen wir insbesondere auf eine Immunreaktivierung unterdrückter Immunreaktionen und eine gezielte Modulation des Tumor-Mikromilieus ab. Da sowohl die Selektivität als auch die Art einer gewünschten Immunantwort exakt kontrollierbar sein müssen, ergeben sich Anforderungen an therapeutische Eingriffe in das Immunsystem, die durch konventionelle kleine Moleküle als Wirkstoffe so nicht erfüllt werden können. Genau hierin liegt das Potenzial nanopartikulärer Wirkstoffträger, denn sie können aufgrund ihrer komplexen – aber chemisch gezielt modifizierbaren – Struktur

(1) Wirkstoffe so einschließen, dass sie vor einer ungezielten Freisetzung oder einer frühzeitigen Zerstörung geschützt werden, und ermöglichen so den Einsatz fragiler oder sogar toxischer Wirkstoffe (z.B. RNA, Immunmodulatoren), 

(2) mehrere Wirkstoffe gleichzeitig transportieren, was für therapeutische Eingriffe in das Immunsystem oft zwingend erforderlich ist, und

(3) sie können durch Oberflächen-Funktionalisierung so modifiziert werden, dass sie gezielt an bestimmte Strukturen auf Zellen oder Gewebe binden und nur dort ihre pharmakologische Wirkung entfalten, sodass ein zielgerichteter Wirkstofftransport („Targeted drug delivery“) ermöglicht wird.

Der SFB1066 reflektiert die wachsende Bedeutung zweier moderner Forschungsfelder, indem die steigende Leistungsfähigkeit der Nanomedizin auf drängende Probleme der ebenfalls hochdynamischen Tumor-Immuntherapie angewandt wird. Zentrale Forschungsfelder sind hierbei:

• Synthese, komplexe Funktionalisierung und Beladung von nanopartikulären Wirkstoffträgern
• Erforschung der Grundlagen der Interaktion von NP mit biologischen Medien (Blut, Zelloberflächen) und deren Verteilung im Körper
• Analyse der Wirkung von multi-funktionalisierten NP auf verschiedene Leukozytenpopulationen sowie auf das Immunsystem als Ganzes
• Untersuchung der prinzipiellen Anwendungsfähigkeit von NP als Tumor-Immuntherapeutika, bis hin zu ersten klinischen Studien beim Menschen.

Diese Aufgabe kann nur durch die hochgradig interdisziplinäre Aufstellung des SFB1066 bewältigt werden. Unser Schwerpunkt hat sich über zwei erfolgreiche Förderperioden planvoll von der NP-Synthese auf ihre Charakterisierung, Funktionalisierung und Anwendung in lebenden Organismen weiterentwickelt. Darauf aufbauend werden wir nun umfassend NP-basierte Tumor-Immuntherapien in vivo erproben und hinsichtlich ihrer klinischen Anwendbarkeit prüfen.