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Titel:Erzeugung und Charakterisierung zielgerichteter liposomaler Trägersysteme für die Tumortherapie
Autor:Hölig, Peter
Weitere Beteiligte: Kissel, Thomas (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2005
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2005/0321
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2005-03218
DOI: https://doi.org/10.17192/z2005.0321
DDC:610 Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Generation and characterization of targeted liposomes for site-specific delivery of cytotoxic drugs in tumor therapy

Dokument

Schlagwörter:
Tumorendothel, RGD-Sequenz, Antikörperfragmente, Epidermaler Wachstumsfaktor, Neovaskularisierung, Liposom, Aktive Zielsteuerung, Integrine, Targeted drug delivery, Single-chain Fv, Tumor cell targeting, Transforming Growth Factor, Immunoliposomes, Vascular targeting, Therapeutisches System, Endoglin, Ligan, Antibody fragments

Zusammenfassung:
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, drei neue liposomale Systeme für die zielgerichtete Tumortherapie zu entwickeln. Dafür wurden liposomale Oberflächen mit Zielsteuerungsmotiven, die mittels der Phage-Display-Technologie erzeugt wurden, modifiziert. Für das vaskuläre Targeting wurden als Liganden ein gegen Endoglin gerichtetes humanes scFv-Fragment und ein gegen die alpha-v-Integrine gerichtetes RGD-Peptid verwendet. Als Zielsteuerungsmotiv für den auf Tumorzellen lokalisierten EGF-Rezeptor diente ein derivatisiertes humanes EGF-Protein. Während das scFv-Fragment über eine Thioetherbindung an Maleimid-haltige Liposomen und das EGF-Protein über eine Carbonsäureamidbindung an N-hydroxysuccinimid-haltige Liposomen gerichtet gekoppelt werden konnte, wurde das RGD-Peptid als Lipopeptid in die liposomale Membran integriert. Die liposomalen Systeme wurden zuerst physiko-chemisch analysiert. Mittels in vitro-Studien konnte demonstriert werden, daß alle drei zielgerichteten liposomalen Systeme selektiv an die jeweiligen Zielzellen gebunden haben und von diesen aufgenommen wurden. Darüber hinaus wurde durch Kompetitionsexperimente nachgewiesen, daß die Bindung an die Zielzellen bzw. die Aufnahme in diese spezifisch über den jeweiligen Liganden vermittelt wurde. Die mit dem scFv-Fragment modifizierten und mit Doxorubizin beladenen Liposomen zeigten im Vergleich zu den gleichen Liposomen ohne Zielsteuerungsmotiv eine erhöhte in vitro-Zytotoxizität. Die gegen die alpha-v-Integrine gerichteten und mit Doxorubizin beladenen Liposomen konnten auch im Tierversuch das Tumorwachstum - verglichen mit den gleichen nicht-zielgerichteten Liposomen - stärker inhibieren. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde erfolgreich das Zytostatikum Cytarabin in eine neue liposomale Formulierung verpackt. Mittels dieser Liposomen konnte - verglichen mit freiem Cytarabin - eine signifikant verstärkte Inhibierung des Tumorwachstums im Tierversuch nachgewiesen werden.

Summary:
In this dissertation three novel targeted liposomal formulations for the delivery of cytotoxic drugs in tumor therapy were generated and characterized. In order to achieve active targeting the surfaces of the liposomes were modified with tumor-specific ligands, which were generated by phage display. For targeting liposomes to the tumor vasculature a human single-chain Fv fragment (immunoliposomes), directed against Endoglin, and a RGD-peptide, directed against alpha-v-Integrins, were utilized. Tumor-cell specific liposomes were generated using a modified human Epidermal Growth Factor (EGF) protein. The single-chain Fv fragment was coupled to maleimide containing liposomes and the EGF-protein was linked to liposomes, containing the coupling lipid NHS-PEG-DSPE, whereas the RGD-peptide was incorporated as a lipopeptide into liposomes. First all liposomal formulations were characterized by physico-chemical parameters, such as size and zeta-potential. In vitro all targeted liposomes showed selective binding and internalization to receptor-positive cells. In addition, competition experiments demonstrated that binding and internalization was mediated by the ligands. Immunoliposomes, loaded with doxorubicin, showed in vitro an increased cytotoxicity towards endoglin-expressing cells compared to untargeted liposomes and free doxorubicin. In vivo experiments applying doxorubicin-loaded RGD-liposomes in a C26 colon carcinoma mouse model demonstrated improved efficiency compared with free doxorubicin and untargeted liposomes. Furthermore the cytotoxic drug cytarabine was encapsulated into a novel liposomal formulation. In vivo, these liposomes showed an improved anti-tumor effect compared with free cytarabine.


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