Hefezellen als neuartiges Vehikel für ein zielgerichtetes Delivery in phagocytierende Zellen

Abstract

The specific targeting of phagocytic cells is a particularly promising tool for preventing infections as well as treating a wide variety of diseases (e.g. Alzheimer's disease, arthritis and cancer) using active immunotherapy. Yeast cells are naturally taken up by phagocytic cells and have been successfully used as a vehicle in many studies. In this work already established systems could be further optimized; thus, both the expression of flagellin and of human perforin led to an improvement of the yeast-based delivery system by enhancing the immunostimulatory effect on macrophages resp. by increasing the delivery efficiency into phagocytic cells. Furthermore, in vivo experiments have confirmed that invasin-expressing yeast can be used as an efficient vehicle for oral administration. In addition, the interaction between different yeast genera and chitosan-coated PLGA particles was characterized and a nano-in-micro carrier was established, which allows a targeted delivery of nanoparticles into macrophages. This novel combination of nanoparticles and yeast cells would significantly expand the possibilities of delivery systems used so far with regard to specificity, capacity and efficiency.

Das gezielte Targeting phagocytierender Zellen stellt eine besonders vielversprechende Möglichkeit dar, um mittels aktiver Immuntherapie sowohl Infektionen vorzubeugen als auch verschiedenste Erkrankungen (z. B. Alzheimer, Arthritis und Krebs) zu therapieren. Hefezellen werden natürlicher Weise von phagocytierenden Zellen aufgenommen und konnten in mehreren Studien erfolgreich als Vehikel eingesetzt werden. In dieser Arbeit konnten bereits etablierte Systeme weiter optimiert werden; so führten sowohl die Expression von Flagellin als auch von humanem Perforin durch Verstärkung des immunstimulatorischen Effekts auf Makrophagen bzw. durch Steigerung der Delivery-Effizienz in phagocytierende Zellen zu einer Verbesserung des Hefe-basierten Delivery-Systems. Weiterhin konnten in vivo-Versuche bestätigen, dass Invasin-exprimierende Hefen als effizientes Vehikel für eine orale Applikation eingesetzt werden können. Darüber hinaus wurde die Interaktion zwischen verschiedenen Hefegattungen und Chitosan-beschichteten PLGA-Partikeln charakterisiert und ein „nano-in-micro“ Carrier etabliert, welcher ein zielgerichtetes Delivery von Nanopartikeln in Makrophagen ermöglicht. Diese neuartige Kombination aus Nanopartikeln und Hefezellen würde die Möglichkeiten bislang eingesetzter Delivery-Systeme hinsichtlich Spezifität, Kapazität und Effektivität deutlich erweitern.