Authors:	Schupp, Jonathan
Title:	A humanized mouse melanoma model for liposomal drug delivery
Online publication date:	29-Mar-2022
Year of first publication:	2022
Language:	english
Abstract:	Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung effektiver Immunotherapien auf Basis von Nanopartikeln ausgerichtet sind, aufgteilt auf drei Teile: Die Entwicklung eines humanisierten in vivo Systems (i) zur Ansprache und Beeinflussung von tolerogenen Immunzellen in der Tumormikroumgebung (ii) mit gründlich charakterisierten Nano-Transportern (iii). Um Immunantworten möglichst nah an der Situation im Menschen zu untersuchen, haben wir ein humanes Melanommodell in immundefizienten Mäusen entwickelt, die mit humanen Immunzellen aus humanen peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) besiedelt sind ("humanisierte Mäuse"). In diesem System werden NOD.Cg-Mcph1Tg(HLA-A2.1)1Enge Prkdcscid/DvsJ-Mäuse ("NOD-Scid") als Empfängermäuse verwendet. Diesen Mäusen fehlt ein adaptives Immunsystem, wodurch sie in der Lage sind, xenogene Transplantate von Tumoren und menschlichen Immunzellen zu akzeptieren. Das System der humanisierten Maus ermöglicht die Modulation von menschlichen Immunzellen in der Tumormikroumgebung von menschlichen Tumoren, wie dem Melanom in diesem Zusammenhang, zu untersuchen. Die Etablierung des Tiermodells beinhaltete die Analyse der Tumormikroumgebung mittels Durchflusszytometrie, Immunhistochemie und der neuartigen Multiplexmethode Chipzytometrie. Tumorassoziierte Makrophagen sind wichtige Zielzellen für die Manipulation der Immunsuppression, da sie Schlüsselspieler in der Tumormikroumgebung sind. Die Manipulation von tumorunterstützenden immunsuppressiven Makrophagen, die die Immunantwort gegen Krebszellen unterstützen, wird im zweiten Teil dieser Arbeit untersucht. Zu diesem Zweck wurden primäre humane monozytäre Makrophagen in ihren beiden polarisiertesten Zuständen als M1- und M2-Makrophagen hinsichtlich ihrer Gen- und Oberflächenmarkerexpression, sowie ihrer Reaktion auf die Behandlung mit einem Immunmodulator und der siRNA-Transfektion analysiert. Hierbei wurden moderne Methoden wie Durchflusszytometrie, qPCR und konfokale Fluoreszenzmikroskopie zur Untersuchung der Markerexpression und/oder des Phänotyps der Makrophagen eingesetzt. Es wurden auch Studien zur Aufnahme verschiedener Nanopartikeltypen durchgeführt. Die auf die Mikroumgebung des Tumors begrenzte Manipulation von Immunzellen erfordert Vehikel, die in der Lage sind, bestimmte Immunzellen anzusprechen bzw. zu adressieren, die Fracht/Wirkstoffe abgeschirmt von äußeren Einflüssen zu transportieren sowie eine vorzeitige Freisetzung und ein Eindringen aus dem Blutkreislauf in das Tumorgewebe zu verhindern. Dieses umfangreiche Design und die Entwicklung von geeigneten Nanopartikeln in Zusammenarbeit mit Instituten aus der Chemie und Pharmazie, eingebettet in den Sonderforschungsbereich 1066: "Nanodimensionale Polymertherapeutika für die Tumortherapie", ist der dritte Teil dieser Studie. Wirkstoffe wie Ribonukleinsäuren (RNS) und niedermolekularen Wirkstoffen wurden in vitro und teilweise in vivo getestet. Für die Anwendung dieser Systeme in biologischen Experimenten ist die Definition von Beladungseffizienz, Stabilität und Freisetzung von entscheidender Bedeutung. Für lange Lagerfähigkeit bei 4 °C und physiologischen pH-Wert und gleichzeitig guten Freisetzungseigenschaften bei 37°C und pH 5 wurden Liposome entworfen, die am Rande der Stabilität liegen. Um im nächsten Schritt die Kopplung von Antikörpern an bestimmte Immunzell-Subpopulationen zu ermöglichen und unspezifische Bindungen zu reduzieren, wurden Lipide mit PEG-Ketten und Biotin am ungebundenen Ende in die liposomale Membran eingeführt. In zukünftigen Studien könnte Streptavidin als Brücke verwendet werden, um Biotin-markierte Antikörper an die Liposomenoberfläche zu koppeln. Die Studien mit Nanopartikeln waren nicht auf Liposomen beschränkt, aber diese Partikelklasse lieferte die vielversprechendsten Ergebnisse und bietet gleichzeitig eine hohe Flexibilität bei der Zusammensetzung und Beladung mit Medikamenten.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics 540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences 570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch. Sonderforschungsbereiche (SFB)
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-6810
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-87ded520-f6f9-4cc4-920d-5b27cce6939d5
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	CC BY-ND
Information on rights of use:	https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
Extent:	VI, 130 Seiten, Illustrationen, Diagramme
Appears in collections:	JGU-Publikationen