Non-invasive in vivo monitoring of stimuli responsive polymer therapeutics and their microenvironment by Optical Imaging, ESR and MRI

• Applicant: Professor Dr. Karsten Mäder
• Subject Area: Pharmacy
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 212461092

Bei vielen Antikrebswirkstoffen oder Wirkstoffkandidaten ist die therapeutische Wirksamkeit oft durch eine geringe Löslichkeit, eine zu schnelle Ausscheidung oder Metabolisierung, einer ungenügenden Konzentration im Zielgewebe sowie durch schwere Nebenwirkungen eingeschränkt. Polymere Trägersysteme mit gebundenen Wirkstoffen bieten die Möglichkeit die Probleme zu lösen und eine hohe und spezifische Anreicherung zu erreichen. Die Spezifität für das Zielgewebe kann durch eine Kombination von zwei Faktoren erreicht werden: (i) die passive Anreicherung aufgrund des EPR Effekts und (ii) die spezifische Abspaltung des Wirkstoffes vom Polymer. Die Hauptstrategien für eine spezifische Abspaltung beruhen auf eine pH- oder redoxinduzierte Abspaltung durch das saure und hypoxische Tumormikromilieu. Die Wirksamkeit dieser Strategie ist durch in vitro Untersuchungen bewiesen, leider ist aber unser Wissen in vivo noch sehr begrenzt. Es ist deshalb die Zielstellung des beantragten Projektes die Verteilung und die Abspaltung von stimulussensitiven Polymertherapeutika in vivo in präklinischen Tiermodellen zu charakterisieren um solche Trägersysteme zu optimieren. Für diesen Zweck werden die nichtinvasiven Techniken des multispektralen Optical Imaging, der Elektronenspinresonanz (ESR) und des Benchtop-MRI eingesetzt. Weiterhin werden die Mikroazidität und der Sauerstoffpartialdruck als Abspaltungsstimuli und bedeutsame physiologische Parameter mittels ESR und Optical Imaging untersucht. Die therapeutische Wirksamkeit wird durch Optical Imaging und BT-MRI charakterisert.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Czech Republic
• Partner Organisation: Czech Science Foundation
• Participating Persons: Tomas Etrych, Ph.D.; Dr. Thomas Müller