Nanoskalige Drug Delivery Systeme zur Eradikation bakterieller Biofilme bei infektiöser Endokarditis (Forschungsgruppe GUARDIAN)
Vorhabenszeitraum: 01.01.2025- 31.12.2027
Die infektiöse Endokarditis (IE; Infektion des Endokards, der Herzklappen und der herznahen großen Arterien) ist eine, meistens durch Gram-positive Bakterien verursachte, lebensbedrohliche Erkrankung, die enorm große Herausforderungen für eine effektive Behandlung betroffener Patienten mit sich bringt. Konservativen Antibiotikatherapien gelingt es häufig nicht, eine IE unter Kontrolle zu bringen, was auf vielzählige Gründe zurückzuführen ist. Einerseits variiert das Erregerspektrum patientenspezifisch, andererseits helfen bakterielle Anpassungsstrategien wie Biofilmbildung und Antibiotikaresistenzen den Bakterien einer antimikrobiellen Therapie zu entgehen. Folglich sind Anpassungen der Therapieoptionen gefragt. Mit der Nanopartikel (NP)-basierten Antibiotikagabe resultiert eine völlig neue Qualität von Behandlungsmöglichkeiten bei der Eradikation von IE assoziierten Biofilmen.
Die Forschungsgruppe GUARDIAN wird zunächst ein neuartiges nanopartikuläres Drug Delivery System auf Basis von Tetraetherlipiden entwickeln, die durch die Anbindung von Fänger-Molekülen so modifiziert werden, dass eine möglichst geringe Interaktion mit dem systemischen Milieu besteht und die NPs gezielt an Gram-positive Biofilme gebracht werden. Diese Aufgabe wird von dem Kooperationspartner Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba) übernommen. Parallel widmet sich das IIMK der Aufgabe, klinisch repräsentative und dynamische in vitro- und ex vivo-Biofilmmodelle zu etablieren, um die Nanopartikel in ihrer Wirksamkeit zu untersuchen und charakterisieren. Die Nanopartikel werden zunächst in einfachen in vitro-Biofilmmodellen getestet, bevor die pharmakologischen Eigenschaften in Modellen mit steigender Komplexität (Galleria mellonella Larvenmodell, Ex-vivo Herzklappenmodell) charakterisiert werden.
Das zugrundeliegende Vorhaben trägt zur Umsetzung der Thüringer Innovationsstrategie (RIS Thüringen) bei und wird vom Freistaat Thüringen unter der Vorhabensnummer 2024 FGR 0045 gefördert und durch Mittel des Europäischen Sozialfonds Plus (ESF+) kofinanziert.
Die Arbeiten innerhalb der Forschungsgruppe GUARDIAN werden in Kooperation mit dem Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba) durchgeführt.