Projektbeschreibung
Lipidträgersysteme mit rationalem Design für eine bessere Wirkstoffabgabe
Biologische Systeme erfüllen ihre Aufgaben auf jeder Ebene mit besonderer Effizienz. Grundlage dieser Effizienz ist die Kompartimentierung, die vor allem durch semipermeable Membranen möglich wird. Die Trennung der Funktionen – von der Zelle selbst bis zu den verschiedenen intra- und extrazellulären Vesikeln und Organellen, die zum gezielten Materialtransport dienen – wird insbesondere durch die physische Trennung der jeweils erforderlichen Wirkstoffe erreicht. Das EU-finanzierte Projekt QARGO möchte sich die Mechanismen dieser faszinierenden Zellverkapselungs- und Transportvorgänge zunutze machen, um lipidbasierte Wirkstoffabgabesysteme zu entwickeln. Solche Systeme haben zwar bisher ein beachtliches Potenzial gezeigt. Doch ihre Vorteile lassen sich nur mit einem rationalen Design ausschöpfen, das auf einem grundlegenden Verständnis von der Entstehung funktioneller Lipidträger in biologischen Systemen beruht. Statt sich weiter auf das Prinzip von Versuch und Irrtum zu verlassen, setzt QARGO daher auf die Entwicklung gezielter In-silico-Lösungen, die ein solches rationales Design von therapeutischen Trägersystemen ermöglichen.
Ziel
Lipid-based drug delivery systems have shown great therapeutic potential, in particular for tumor targeting treatment. However, the production at relevant scales of such therapeutic agents remains a challenge due to the empirical nature of their development, and limited quantitative understanding of their biophysical properties. Remarkably, cells heavily utilize lipid carrier trafficking to encapsulate and transport with great efficiency various biological components to targeted sites in the intra- and extracellular environment. Inspired by the robustness of cellular trafficking processes, this proposal aims to elucidate the biophysical principles underlying the biogenesis of functional lipid carriers, and thereby direct the design and production of biomimetic transport carriers for drug delivery.
Bringing together a complementary team of cell biologists, biophysicists, and mechanical engineers, we will develop a unifying modeling framework of vesicle biogenesis, in constant dialogue with experimental investigations of the mechanisms at play. The objectives of our integrated approach are two-fold: (i) elucidate the quantitative biophysical mechanisms of transport-carrier biogenesis mediated by coat proteins; and (ii) provide a toolbox for model-based design of liposome technologies for therapeutic drug delivery.
All together, this project has potential impact in fundamental biology - by providing a systematic framework to formulate experimentally testable predictions and develop new ideas to control cellular functions in health and disease – as well as in biomedical engineering – by offering in silico solutions to design and test biomimetic cargo-carrier production processes for therapeutic 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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Spanien