Projektbeschreibung
Mikroroboter für nachhaltige und kostengünstige tumortherapeutische Aktivitäten
Mikroroboter sind mikroskopisch kleine Vorrichtungen, die therapeutische Maßnahmen durchführen, wenn sie in Richtung von Tumoren gelenkt werden. Magnetotaktische Bakterien sind nicht-pathogene aquatische Mikroorganismen, die intrazelluläre Magnetitnanopartikel synthetisieren können und in der Krebstheranostik als Mikroroboter dienen. Sie sind sehr beweglich und bevorzugen sauerstoffarme Bedingungen. Außerdem können sie aufgrund ihrer Magnetosomenkette von außen gesteuert und durch Magnetfelder betätigt werden. Das Team des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts DroneMTB zielt darauf ab, die therapeutischen Fähigkeiten von magnetotaktischen Bakterien zu verbessern, indem sie per Gentechnologie derart verändert werden, dass sie Immuntherapie-Mediatoren auf der Oberfläche von Magnetosomen exprimieren können. Das Projektteam verfolgt das Ziel, die modifizierten magnetotaktischen Bakterien dazu einzusetzen, diese Magnetosomen in die Mikroumgebung des Tumors zu bringen, wobei ein nachhaltigerer und kostengünstigerer Ansatz als Methoden auf chemischer Basis die Folge wäre.
Ziel
Given the prevalence of cancer, it is of utmost importance to develop new strategies to treat it. One of the most ambitious approaches is the use of microrobots, self-propelled microscopic devices capable of propelling themselves and being guided towards tumours where they can then effectuate a therapeutic action. Magnetotactic bacteria (MTB) are non-pathogenic aquatic microorganisms that synthesize intracellular magnetite nanoparticles within organelles called magnetosomes, and are ideal candidates to serve as microrobots for cancer theranostics. Suitably, they are highly motile, have preference for low oxygen conditions such as the inside of tumours, and can be externally guided, detected, and actuated by magnetic fields thanks to their chain of magnetosomes.
In this project I propose a new approach to boost the therapeutic abilities of MTB by genetically engineering MTB to express immunotherapy-mediators on the surface of magnetosomes, and to create a triggered-release mechanisms to deliver these magnetosomes within the tumour microenvironment. This strategy, yet to be exploited, is more sustainable and cost-effective than the chemical-based approaches proposed to date. Specifically, new generations of MTB will maintain the genetic modifications without further need of surface modification or therapeutic loading steps. The perfomance and effectiveness of genetically modified MTB to swim towards and release the immunotherapy-mediating magnetosomes will be tested in vitro in 3D cancer cell models placed within microfluidic devices to mimic tumours and surrounding vasculature.
DroneMTB is a highly interdisciplinary project that combines methods from materials science, microbiology, genetic engineering, biochemistry, microfluidics, microscopy, and cell biology. After carrying out the project I will have acquired necessary skills to become an independent scientist and to lead research projects in the field of biomaterials and biomedical applications.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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