Infektionskrankeiten und Sepsis
Bakterielle Infektionen sind ein aktuelles und sehr dringliches Thema für die medizinische Grundlagenforschung. Die Problematik ist von globaler Bedeutung und betrifft hoch entwickelte Industrieländer, Schwellenländer und Regionen mit einem sehr niedrigen Entwicklungsstand. Mit diesem Themenkomplex gehen so wichtige Ausprägungen wie Sepsis und epidemische Durchfallerkrankungen einher. Verschärft wird die Situation durch immer häufiger werdende Antibiotika-Multiresistenzen. Die Bereiche Nanotechnologie und Proteinforschung können mit vielversprechenden Entwicklungen zur Therapie von Infektionserkrankungen und Sepsis beitragen. Dies wollen wir uns bei SEON zunutze machen, um effektive Werkzeuge zu entwickeln, die gezielt Pathogene aus Blut extrahieren können. Die von uns entwickelten und hergestellten magnetischen Nanopartikel werden zu diesem Zweck mit nur 15 bis 20 Aminosäuren langen speziellen Peptiden funktionalisiert. Diese sind in der Lage, bestimmte Oligosaccharidstrukturen auf Bakterien oder deren Fragmenten, den Toxinen, zu binden. Das Einsatzspektrum ist erstaunlich breit und umfasst grampositive und gram negative Bakterien, aber auch bestimmte virale Krankheitserreger. Vieles an der genauen Wirkungsweise ist noch nicht geklärt. Doch es eröffnen sich aussichtsreiche Perspektiven, durch bestimmte Variationen der Peptidsequenzen ein maßgeschneidertes Bindungsverhalten zu generieren, um nur bestimmte Gruppen von Bakterien abzufangen. In ersten publizierten Pilotversuchen ist es uns gelungen, mittels peptidfunktionalisierter Nanopartikel ein Modelltoxin aus flüssigen Medien zu über 90 Prozent abzufangen. Damit kann die bestehende Pathogendiagnostik sensitiver und schneller erfolgen und später die Therapie von Infektionen entscheidend verbessert werden.
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Geförderte Projekte (Auswahl)
Nanopartikelbasierte magnetische Isolierung spezifischer Bakterien und Toxine für die Sepsis-Therapie und Diagnose von bakteriellen Infektionserkrankungen
Dr. Pfleger Stiftung, 2020-2021
Eine effektive Probenvorbereitung ist ein Engpass bei der Diagnose von Infektionskrankheiten und im Speziellen der Sepsis, der oft spätere Untersuchungen und damit eine effektive und schnelle Behandlung beeinträchtigt. Wir extrakorporale magnetische Clearance-Systeme zur Entfernung von Krankheitserregern aus Blut entwickeln, um die Diagnose zu beschleunigen, sowie deren Sensitivität zu erhöhen und akute Krankheitsbilder wie Sepsis zu bekämpfen. Das Projekt im Rahmen der beantragten Förderung durch die Dr. Pfleger Stiftung hilft uns einen wichtigen Baustein für dieses Unterfangen zu entwickeln. Dieser beinhaltet die Weiterentwicklung des Extraktionssystems auf die Bindung weiterer Toxine und eines intakten Bakteriums und die deutliche Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der eingesetzten Partikel, um eine magnetische Separation in klinisch sinnvollen Inkubationszeiten zu realisieren.