Den Erfolg gezielter Medikamenten-Abreichung auf Glykopolymerbasis steigern
Kohlenhydrate wurden schon lang als essentielle Moleküle im menschlichen Körper gefeiert. Sie sind Grundlage für biologische Kommunikationsprozesse, die eine Rolle in der Zellerkennung, bei Entzündungen und bei Infektionen mit Krankheitserregern spielen. Manche Behandlungsmethoden wie die Chemotherapie wirken nicht gezielt und ausschließlich an der betroffenen Stelle. Ligande (Kohlenhydrate und Peptide) haben sich im Bereich der Identifikation bösartiger Zellen als potenziell vielversprechender Forschungsbereich vorgestellt, damit die Medikamente zielgerichteter wirken und so unnötige negative Auswirkungen während der Behandlung vermieden werden. Viele Studien haben zudem bewiesen, dass Lektine auf Oberflächen zwischen zwei Zellen die Wechselwirkungen beeinflussen und damit eine höhere Zellaufnahme ermöglichen. Das Projekt "Polymer conjugation of peptides/salmon calcitonin for increased efficacy" (Wbawba) widmete sich der Produktion und Charakterisierung a-funktionaler Kammpolymere über Methoden der lebenden radikalen Polymerisation. Ein zweiter Teil der Forschung beschäftigte sich mit der Synthese zuckerhaltiger Polymere (Glykopolymere) und der Untersuchung ihrer Lektin-bindenden Eigenschaften. Wbawba-Wissenschaftler entwickelten eine neue, schnelle Online-Methode zur Überwachung der Polymerisation. Gleichzeitig nutzten sie eine schnelle Methode der Gel-Permeations-Chromatographie (GPC), um die Kupfer-(Cu)0-vermittelte Polymerisation nachzuvollziehen, indem sie das Molekulargewicht beobachteten. Die Wissenschaftler erreichten eine optimierte Konjugation der Polymerkette mit einem Peptid auf Grundlage einer basenkatalysierten Thiol-En-Click-Reaktion. Bei der Click-Chemie werden kleine Einheiten unter hoher Geschwindigkeit verbunden, so dass extrem schnell Polymere entstehen. Diese systematische Untersuchung der Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaft resultierten in der Bestimmung der optimalen Katalysatoren, Reaktionszeit und anderer notwendiger Voraussetzungen. Das Wbawba-Projekt untersuchte auch eine kleine Reihe an Glykopolymeren auf ihre genauen lektinerkennenden Eigenschaften. Diese Polymere zeigen sich als vielversprechende Kandidaten in der Behandlung von Krankheiten und verhindern deutlich das Andocken von Lektinen dendritischer Zellen an das isolierte Glykoprotein gp120 des humanen Immunschwächevirus (HIV). Dieses Andocken gehört zu den ablaufenden Reaktionen beim Eintritt des Virus in die Zelle. Die Wbawba-Wissenschaftler setzten einen zukünftigen Forschungsplan auf, nach dem sie sich noch während des Projekts und auch nach Ablauf desselben weiter mit der Untersuchung alternativer Synthesemethoden von Glykopolymeren beschäftigen, die ein verbessertes Bindungsverhalten gegenüber bestimmten Lektinen aufweisen. Bisher lieferte die Arbeit des Wbawba-Projekts eine Grundlage für die Entwicklung von glykopolymerbasierten Behandlungsmethoden. Auf Basis der Molekülerkennung auf der Zelloberfläche entwarfen und produzierten die Wissenschaftler effizient Glykopolymere, die spezifisch nur auf erkrankte Zellen zielen.
