POM-Dynamik im zellulären Transport über Membranen

Dieses Projekt untersucht das Potenzial von Polyoxometallaten (POMs) einer einzigartigen Klasse rein anorganischer Metalloxid-Cluster als innovative molekulare Träger für den Wirkstofftransport. Im Fokus stehen zwei gut charakterisierte POMs, die vielversprechenden Fähigkeiten beim Transport verschiedener therapeutischer Wirkstoffe über biologische Membranen hinweg gezeigt haben. Im Gegensatz zu traditionellen Trägersystemen wie Liposomen oder amphiphilen Nanopartikeln bieten POMs einen besonderen Wirkmechanismus, der auf ihrer ionischen und hochgradig modulierbaren Struktur basiert. Diese Eigenschaften ermöglichen es ihnen, Zellbarrieren selektiv und ohne strukturelle Beeinträchtigung zu durchdringen. Das übergeordnete Ziel ist es, die Transportleistung und Sicherheit dieser POMs zu optimieren. Dazu werden drei zentrale Aspekte untersucht: (1) die Interaktionen mit unterschiedlichen Wirkstoffladungen (Cargos), (2) die Auswirkungen auf Modellmembranen und (3) das Verhalten in verschiedenen Zelllinien. Durch diese Studien soll ein solides mechanistisches Verständnis darüber gewonnen werden, wie POMs Wirkstoffe binden, transportieren und innerhalb biologischer Systeme freisetzen. Auch wenn das Projekt nicht auf die direkte Entwicklung eines marktfertigen Medikaments abzielt, schafft es die notwendige Wissensbasis für zukünftige therapeutische Anwendungen von POM-basierten Trägersystemen. Abschließend untersucht das Projekt die zelluläre Aufnahme, Lokalisierung und Sicherheit von POMs in einem Panel aus Krebs- und Nicht-Krebszelllinien. Dadurch können Spezifität und mögliche unerwünschte Nebenwirkungen dieser Trägersysteme besser eingeschätzt und ein umfassendes Sicherheitsprofil erstellt werden, das die Grundlage für zukünftige Entwicklungen bildet. Geleitet wird das Projekt von Prof. Annette Rompel, unterstützt von zwei Doktorand*innen sowie in Zusammenarbeit mit Dr. habil. Ulrich Lächelt. Dieses interdisziplinäre Vorhaben vereint Expertise aus der anorganischen Chemie, Membranbiophysik und Wirkstoffforschung. Durch die gezielte Schließung zentraler Wissenslücken soll das volle Potenzial von POMs als molekulare Transportmittel erschlossen und der Weg für ihren zukünftigen Einsatz in zielgerichteten Therapien geebnet werden.