GRK 2375:  Tumor-Targeted Drug Delivery

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2018
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 331065168

Das übergeordnete Ziel des GRK "Tumor-Targeted Drug Delivery" ist es, aktuelle Herausforderungen bei der Entwicklung tumorgerichteter Wirkstoffträgersysteme (WTS) und Krebsnanotherapien zu erforschen. In einem interdisziplinären Umfeld aus Biologen, Chemikern, Pharmazeuten und klinischen Wissenschaftlern werden zielgerichtete Therapeutika und theranostische Verfahren erforscht, die eine klinische Translation mit besserer Patientenversorgung ermöglichen. In der zweiten Förderperiode fokussiert sich das GRK auf verschiedene Themenfelder. Erstens soll die Steigerung der Wirksamkeit von Krebsimmuntherapien mittels neuer WTS und Nanomedizinformulierungen untersucht werden, wie z.B. die Induktion des immunogenen Zelltods, die Adressierung primärer und sekundärer lymphatischer Organe und die Verabreichung immunmodulatorischer Substanzen, welche die Tumormikroumgebung in Richtung eines für Immuntherapie responsiven Phänotyps polarisieren. Zweitens sollen mRNA und siRNA als vielversprechende Werkzeuge für die Krebstherapie erforscht werden. Ihr Transport in Tumore stellt eine Herausforderung dar und benötigt neue WTS. Diese können (bio)hybride Trägermaterialien sein, bestehend aus Lipiden, Polymeren, Antikörpern oder sogar Mikrobläschen. Bei Letzteren wird die RNA Freisetzung und Zelltransfektion mittels Ultraschall ausgelöst. Drittens bietet künstliche Intelligenz ein hohes Potential für die Krebsdiagnostik und Präzisionstherapie. Der Mehrwert maschinellen Lernens z.B. für die Formulierungsoptimierung, die Patientenauswahl, das Therapieansprechen, deren Überwachung und die individualisierte Behandlung wird erforscht. In unserem exzellenten Forschungsumfeld konnten wir bereits computergestützte Werkzeuge für verschiedene relevante Zwecke, wie z.B. die Simulation der WTS-Selbstorganisation in der Mikrofluidik, die frühzeitige Tumorerkennung und –charakterisierung, sowie die Vorhersage der Tumorakkumulation von Nanomedikamenten anhand von Biopsie-Biomarkern entwickeln. Viertens gewinnen innovative in-vitro-Testplattformen zunehmend an Bedeutung. In Projekten, die unser GRK flankieren, wurde Expertise zu 3D-Tumor-Sphäroid-Systemen und in-vitro-Testplattformen aufgebaut. Es wurden Techniken für das 3D-Bioprinting von vaskularisierten Tumoren entwickelt, in die Organoide eingesetzt werden können. Diese Plattformen werden dazu beitragen, eine Brücke zwischen in-vitro- und in-vivo-Studien zu schlagen und die Notwendigkeit von Tierversuchen gemäß den 3R-Prinzipien zu verringern. In der zweiten Förderphase werden wir unser übergeordnetes Ziel, die gezielte Verabreichung von Medikamenten gegen Tumore auf interdisziplinäre und integrative Weise zu verbessern, beibehalten. Darüber hinaus werden wir das GRK um zukunftsweisende und vielversprechende Forschungsbereiche erweitern und so die ausgebildeten Doktoranden für ihre weitere Laufbahn qualifizieren, sowie wichtiges Wissen für eine verbesserte Krebstherapie generieren.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Beteiligte Institution: DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V.; an der RWTH Aachen; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie
• Sprecher: Professor Dr. Fabian Kiessling
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Privatdozent Dr.-Ing. Johannes Buyel; Professor Dr. Andreas Herrmann; Professorin Dr. Ruth Knüchel-Clarke; Professor Dr. Twan Lammers; Professorin Dr.-Ing. Laura De Laporte; Privatdozentin Dr. Wiltrud Lederle; Professor Dr. Christian Liedtke; Dr. Josbert Metselaar; Professor Dr. Felix Mottaghy; Privatdozentin Dr. Mirle Schemionek-Reinders; Professorin Dr. Rebekka Schneider-Kramann; Professor Dr. Christian Trautwein