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Covalent Chaotropic Membrane Transport for Biotherapeutic Delivery (CARAMEL)

Projektbeschreibung

Chaotroper Membrantransport von bioaktiven Molekülen

Die Entwicklung synthetischer Verbindungen, die undurchlässige bioaktive Moleküle durch Zellmembranen transportieren, ist in verschiedenen Bereichen von entscheidender Bedeutung. Kürzlich wurden große Clusterionen mittels Chaotropizität an hydrophobe Oberflächen gebunden. Anorganische, wasserlösliche und kugelförmige Borcluster können trotz ihrer anionischen Ladung den Membrantransport unterstützen. Im Zuge des ERC-finanzierten CARAMEL-Projekts werden Borcluster als Membranträger eingesetzt. Hierzu werden abweichend von herkömmlichen amphiphilen Strukturen die (super)chaotropen Eigenschaften von Borcluster-Anionen genutzt. Das Projekt wird einen neuen Rahmen für den chaotropen Membrantransport schaffen, ein systematisches Screening zur Erforschung wichtiger physikalisch-chemischer Parameter durchführen, ein Vorhersagemodell für den chaotropen Transport auf der Grundlage der Ladung entwickeln und funktionelle biomolekulare Hybride testen, um ihr therapeutisches Potenzial zu demonstrieren.

Ziel

Finding new synthetic compounds that facilitate membrane transport of impermeable bioactive molecules constitutes one of the grand scientific challenges in chemistry, biology, and medicine. Until today, the design principles of artificial transporters have been mainly restricted to membrane-targeting molecules with segregated hydrophilic and hydrophobic domains. We propose a disruptive strategy that uses boron clusters as membrane carriers that abandon the classical amphiphilic topology and exploit the (super)chaotropicity of boron cluster anions. Chaotropicity, historically associated with the salting-in effects of ions on proteins, has only recently been related to the affinity of large cluster ions to hydrophobic surfaces. In comparison to amphiphilic carriers, boron clusters are fully inorganic, highly water-soluble, globular in shape, and induce direct membrane transport despite being anionic in nature. The mere existence of these carriers defies all previous conceptual assumptions and biomimetic design criteria. Here, we introduce a new scenario for chaotropic membrane transport. A new chaotropic strategy will be introduced. A systematic transport screening will be carried out to study the fundamental physicochemical parameters and to generate a cargo-dependent predictive model for covalent chaotropic transport. Functional biomolecular hybrids will be validated to achieve proof-of-principle for the therapeutic potential. This proposal is aimed to fully unfold the potential of the new chaotropic scenario and intended to shake the very foundations of research in membrane transport.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-SyG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Netto-EU-Beitrag
€ 2 496 205,00
Adresse
COLEXIO DE SAN XEROME PRAZA DO OBRADOIRO S/N
15782 Santiago De Compostela
Spanien
Region
Noroeste Galicia A Coruña
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 496 205,00

Begünstigte (4)