Authors:	Ziller, Antje
Title:	Structural and functional characterisation of lipoplexes for tumour vaccination
Online publication date:	21-Jun-2019
Year of first publication:	2019
Language:	english
Abstract:	The formulation and structural characterisation of messenger ribonucleic acid (mRNA)-lipoplexes for tumour vaccination as a new strategy for cancer therapy was the main objective of this thesis. Lipid-based systems were chosen as drug delivery particles due to their high biocompatibility together with a low immunogenicity and toxicity. Embedded in a highly concentrated matrix of neutral lipids like Egg-Phosphatidylcholine (EPC) or 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC), the cationic lipid DOTAP as a classical and well-known transfection reagent served as an anchor for the mRNA. Using various physiochemical methods, a detailed model of the molecular structure could be developed. In first cellular experiments, the biological functionality of the lipoplexes was proven. Unfortunately, cationic lipids are associated with toxic effects, but the cationic charge is essential for cellular uptake and endosomal release. Hence, ionizable lipids with a pH-dependent charge are used to reduce this toxicity and avoid aggregation after administration. 1,2-Dioleoyl-N,N-dimethyl-3-aminopropane (DODMA) as an ionizable lipid was embedded again in a highly concentration matrix of EPC or DOPC. The structural organization was measured in neutral and acidic pH. With the further addition of heparin, cellular contact and endosomal release should be mimicked. Die Formulierung und strukturelle Charakterisierung von Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) -Lipoplexen für die Tumorimpfung als neue Strategie für die Krebstherapie war das Hauptziel dieser Arbeit. Lipidbasierte Systeme wurden aufgrund ihrer hohen Biokompatibilität zusammen mit einer geringen Immunogenität und Toxizität als Transportsystem ausgewählt. Eingebettet in eine hochkonzentrierte Matrix aus neutralen Lipide wie Ei-Phosphatidylcholin (EPC) oder 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholin (DOPC) diente das kationische Lipid DOTAP als klassisches und bekanntes Transfektionsreagenz als Anker für die mRNA. Mit verschiedenen physiochemischen Methoden konnte ein detailliertes Modell der molekularen Struktur entwickelt werden. In ersten zellulären Experimenten wurde die biologische Funktionalität der Lipoplexe nachgewiesen. Leider sind kationische Lipide mit toxischen Wirkungen verbunden, aber die kationische Ladung ist für die zelluläre Aufnahme und die endosomale Freisetzung wesentlich. Daher werden ionisierbare Lipide mit einer pH-abhängigen Ladung verwendet, um diese Toxizität zu verringern und eine Aggregation nach der Verabreichung zu vermeiden. 1,2-Dioleoyl-N, N-dimethyl-3-aminopropan (DODMA) als ionisierbares Lipid wurde erneut in eine hochkonzentrierte Matrix aus EPC oder DOPC eingebettet. Die strukturelle Organisation wurde in neutralen und sauren pH-Wert gemessen. Mit einer weiteren Zugabe von Heparin sollten der Zellkontakt und die endosomale Freisetzung nachgeahmt werden.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1994
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000028371
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	IV, 179 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen