Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Forschungsgebiete

Entwicklung neuer Substanzen für den Lipid-vermittelten Nukleinsäuretransfer (Lipofektion)

Im letzten Jahrzehnt hat sich der Arzneimittelbegriff drastisch gewandelt. In diesem Zusammenhang wurde der Begriff der "Gentherapeutika" geprät, wobei ein Gentherapeutikum ein Arzneimittel darstellt, dessen Wirkung auf Nukleinsäuren beruht. Neben der Entwicklung von therapeutischen Nukleinsäuren stellt die entwicklung von Vehikelsystemen zur Überwindung biologischer Barrieren einen Forschungsschwerpunkt dar, um die Nukleinsäure effektiv an den Wirkort zu transportieren.

In unserer Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns mit der Entwicklung neuer aminofunktionalisierter Lipide als DNA-Vehikelsysteme. Dabei finden in unseren Laboren neben der Synthese neuer Verbindungen auch eine intensive physikochemische und biologische Charakterisierung statt. Der Schwerpunkt aktueller Arbeiten liegt auf die entwicklung von Lipoplexformulierungen für die in-vivo Anwendung.

Die Arbeiten wurden bereits mit dem Wissenschaftspreis der Bayer Bitterfeld GmbH (Dr. Christian Wölk 2015) und dem Wissenschaftstransferpreis der Uni Halle (Dr. Christopher Janich 2017) ausgezeichnet.

Kooperationen:

Prof. Dr. Gerald Brezesinski (MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam) [mehr]   

Prof. Dr. Udo Bakowsky (Philipps Universität Marburg) [mehr]   

Prof. Dr. Thomas Groth (Institut für Pharmazie, AG Biomedizinische Materialen, MLU Halle/Wittenberg) [mehr]

Synthese und Charakterisierung bipolarer Phospholipide

Archaebakterien existieren in für andere Organismen lebensfeindlicher Umgebung, die durch niedrige pH-Werte, hohe Temperaturen oder anaerobe Bedingungen gekennzeichnet ist. Aufgrund der notwendigen Anpassung besitzen sie u.a. spezielle, biochemisch und chemisch stabile Membranlipide. Diese Lipide sind von großem Interesse für die Materialwissenschaften, die Biotechnologie sowie für die Pharmazie. Dabei spielen die bipolaren, auch als Bolalipide bezeichneten Verbindungen mit membrandurchspannenden Ketten eine besondere Rolle. Ziel unserer Arbeitsgruppe ist die Synthese von bipolaren Modellverbindungen dieser ungewöhnlichen Lipidstrukturen. Dabei werden strukturell einfachere Vertreter mit interessanten physikochemischen Eigenschaften, wie Hydrolgelbildung und Nanostrukturierung sowie komplexere, den natürlichen Vorbildern ähnlichere Substanzen, für die Liposomenbildung geeignete Verbindungen, dargestellt.

Kooperationen:
Prof. Dr. Alfred Blume (Institut für Chemie, Martin-Luther-Universität, Halle)
Prof. Dr. Karsten Mäder
(Institutsbereich Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie, Martin-Luther-Universität, Halle)

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Homepage der
Research Group Bolaamphiphiles.

Entwicklung und Charakterisierung von MDR-Modulatoren

Die Entwicklung und Charakterisierung von Wirkstoffen mit MDR-modulierenden Eigenschaften ohne pharmakologische Eigeneffekte ist im Zusammenhang mit der Überwindung von Resistenzprozessen beim Einsatz von Zytostatika und Chemotherapeutika sowie im Rahmen der Optimierung der Bioverfügbarkeit von Arzneistoffen von großer Bedeutung. In dem aktuellen Projekt werden neue, von der AG Dr. Schmidt synthetisierte Wirkstoffe an geeigneten Testsystemen untersucht und die MDR-modulierende Wirksamkeit ermittelt. In Zusammenarbeit mit der Abteilung Medizinische Chemie erfolgt eine Analyse der Struktur-Wirkungs-Beziehungen. Bei den Verbindungen handelt es sich um Substanzen mit Phenothiazin-, Hydantoin-, Carbazol- und Iminostilben-Grundkörpern sowie um 1,3-Dioxolan- und 1,3-Dioxan-Derivate.

Kooperationen:
Prof. Dr. Wolfgang Sippl (Abteilung Medizinische Chemie, Martin-Luther-Universität, Halle)

Entwicklung und Charakterisierung von Modulatoren der Biosynthese von Lipidmediatoren

Metabolite der Arachidonsäure (Eicosanoide) aber auch Derivate der ω-3 Fettsäuren spielen als Lipidmediatoren eine wesentliche Rolle bei zahlreichen pathobiochemischen Prozessen wie Entzündungen, Allergien, Asthma. Darüber hinaus sind sie in Entstehung und Fortgang von Krankheitsbildern wie der Karzinogenese und Atherosklerose involviert und besitzen oft gegenläufige Wirkungen.
Das Ausmaß der Lipidbiosynthese, das von der Wirkung potentieller Modulatoren beeinflusst werden kann, lässt sich im stimulierten menschlichen Vollblut verfolgen. Eine Hemmung bzw. Stimulation der Bildung von Metaboliten, die insbesondere auf dem Lipoxygenase- bzw. Cyclooxygenase-Weg entstehen, wird mittels einer in der Arbeitsgruppe entwickelten Aufarbeitung der Proben mit anschließender LC-MS/MS Analytik ermittelt. Als Modulatoren der Biosynthese wurden verschiedene neuartige stickstoffhaltige Heterocyclen insbesondere 1-Phenyl-5,5-dimethyl- 4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazole charakterisiert. Physikochemische Eigenschaften wie Löslichkeit und Lipophilie haben einen entscheidenden Einfluss auf eine postulierte Wirkaktivität. Neben computerbasierten Methoden zur Abschätzung dieser Eigenschaften kommt insbesondere die HPLC Analytik zur Anwendung.

Kooperationen:
PD Dr. rer. nat. Uta Ceglarek (Institut für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Molekulare Diagnostik, Universität Leipzig)
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Untersuchungen zur Biotransformation und Toxizität von Wirkstoffen an Keratinozyten

Biotransformationsprozesse in der Haut können limitierende Faktoren für eine erfolgreiche dermatische Therapie darstellen. Daher ist die Kenntnis der Aktivität von relevanten fremdstoffmetabolisierenden Enzymen insbesondere in Keratinozyten von großer Bedeutung. Die aktuellen Untersuchungen zu dieser Thematik umfassen die Bestimmung der Aktivität von Biotransformationsenzymen an gesunden und an durch pathologische Prozesse geschädigte Keratinozyten sowie Studien zum Arzneistoffmetabolismus und zur Toxizität ausgewählter Wirkstoffe.

Synthese von komplexen und modifizierten Ceramiden

Das Stratum Corneum stellt die äußere Schicht der Epidermis dar und ist von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Barrierefunktion der Haut. Eine Mischung aus Ceramiden, Fettsäuren und Cholesterol bilden dabei die Matrix des Stratum Corneums, wobei den Ceramiden die Hauptrolle bei der Strukturbildung zukommt. Für detaillierte Untersuchungen der Funktion der Ceramide in Abhängigkeit von ihrer Struktur, die in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Neubert durchgeführt werden, sind definierte Ceramide erforderlich. In Kooperation mit dieser Arbeitsgruppe werden dabei spezielle langkettige (EOS, EOP) und spezifisch modifizierte (deuterierte) Vertreter dieser Lipidklasse synthetisiert. Dadurch eröffnet sich eine Vielzahl neuer und moderner Untersuchungstechniken zur tiefer gehenden Charakterisierung.

Kooperationen:
Prof. Dr. Reinhard R. Neubert (Institutsbereich Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie, Martin-Luther-Universität, Halle)

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