Nanopartikel für ZNS Applikationen, Diagnostik und Ophthalmologie

Mit unserem Netzwerk möchten wir perspektivisch ein Internationales Exzellenz Service Center für Nanoparticle Design and Testing for Life-Science aufbauen. 

Im Bereich Nanomedizin ist die Wirkstoffverabreichung bei neurologischen Indikationen ein besonderer Schwerpunkt da das Gehirn - im Gegensatz zu peripheren Organen - durch die Blut-Hirn Schranke (BHS) abgeschottet ist. Unser russischer Partner wird Nanopartikel (NP) Prototypen entwickeln, die Neuroprotektiva und Diagnostika schützen und über die BHS in die Gehirnzellen transportieren. Am Institut für Medizinische Psychologie ist die Technik des in vivo neuro-imagings (ICON) entwickelt worden, mit der man die BHS-Passage von NP live beobachten kann. Diese Methode ist zuverlässiger, informativer, schneller und günstiger als andere Verfahren. Allerdings war bisher keine quantitative Pharmakokinetik möglich. Da dieser Punkt Voraussetzung für eine professionelle Bewertung eines nanopartikulären Arzneimittelträgersystems ist, wird die entsprechende Bildverarbeitungssoftware im Rahmen unsere Kooperation von arivis entwickelt und getestet. Unser vierter Partner (ToxPlus) stellt die Expertise im Bereich Toxizitätsbewertung.

Nanoparticles for Brain Use, Diagnostic and Ophthalmological Applications

The aim of this project is to develop multi-modal nanoparticulate carrier systems for neuronal diagnostic and rescue and to prove the effectiveness in purpose-designed biological models. By this we will build up a network of excellence to offer the contract-based development and testing of drug delivery systems for all main CNS (central nervous system) indications (e.g. stroke, trauma, glaucoma, M. Alzheimer).
Drug development in the neurology/ophthalmology area is significantly hampered by pharmacokinetic obstacles (blood-brain barrier (BBB), unspecific tissue distribution). With this project we propose to develop nanoparticles (NP) for BBB passage which detect and prevent apoptotic neuronal death (a cause of cell loss in many diseases like glaucoma, trauma, etc). The Moscow partners will design NP loaded with antiapoptotic drugs with the aim to (i) protect the compound from degradation, (ii) transport across the BBB (iii) selectively target and accumulate in cells at risk. This objective will be achieved via development of the hybrid multifunctional carrier system.
The Magdeburg group will perform the biological evaluation of the NP in a trauma/glaucoma model with In vivo Confocal Neuroimaging (ICON). ICON allows repetitive non-invasive imaging of BBB passage and
distribution with cellular resolution under live conditions in rodents.
A computational analysis tool for the ICON data will be implemented by arivis (Unterschleissheim) to obtain a quantitative description of the NP s kinetic, cellular distribution, protective effects and potential neurotoxicity.
ToxPlus (Heraklion) will 1) validate the in vivo imaging results by ex vivo quantitative analysis of the NP system 2) detect NP/drug in peripheral organs and 3) importantly, ToxPlus will address the potential immune response against the particles.
We envisage transferring our product into the pipeline of Nanosystem Ltd. (Moscow), a pharmaceutical company focussed on the development of nanoparticles.