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Kombination innovativer Methoden zur interferenzfreien Untersuchung der Biokompatibilität von Eisenoxidnanopartikeln
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Published: | April 26, 2017 |
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Zusammenfassung
Magnetische Nanopartikel bieten ein breites Spektrum an biomedizinischen Anwendungen. Sie können als Kontrastmittel, magnetische Transporter für Wirkstoffe oder als Hitzequelle in der magnetischen Hyperthermie verwendet werden. Bevor Eisenoxidnanopartikel (SPIONs) jedoch den Weg vom Labor in die Klinik finden können, bedarf es einer eingehenden Betrachtung von Fragen der Biokompatibilität und Patientensicherheit, wie es auch für neu entwickelte Medikamente vorgeschrieben ist.
Allerdings interferiert die starke, dunkle Eigenfärbung der SPIONs mit den klassischen toxikologischen Messmethoden, da diese auf der Erkennung von kolorimetrischen, fluoreszenten oder lumineszenten Signalen basieren. Daher haben wir ein Reihe von komplementären Methoden miteinander kombiniert, um die Effekte von Nanopartikeln auf Zellen verlässlich und interferenzfrei zu untersuchen: die Multiparameter-Analyse liefert in der Durchflusszytometrie statistisch relevante Daten und verknüpft die Aufnahme von Nanopartikeln mit zellulären Effekten. Die Kombination der nicht-invasiven, labelfreien Impedanzmessung (xCELLigence®) mit der Echtzeit(fluoreszenz)mikroskopie ermöglicht es die Zellproliferation und –morphologie über mehrere Tage zu beobachten. Zusätzlich liefern Experimente mit dreidimensionalen Tumorsphäroiden in der Zellkultur Informationen über das Eindringen der Nanopartikel in Tumorgewebe. Dies zeigt, dass die Nanotoxikologie eine komplexe und interdisziplinäre Herausforderung darstellt. Dies erfordert, dass physiologische Parameter, sowie das Verhalten der Nanopartikel in vitro und in vivo in die schlussendliche Betrachtung mit einbezogen werden müssen.
Um dies verlässlich zu adressieren, arbeiten wir derzeit an einer standardisierten Charakterisierungskaskade für Eisenoxidnanopartikel.
Unterstützt durch: Bayrisches Staatsministerium für Umwelt- und Verbraucherschutz, Exzellencluster Engineering of Advanced Materials (EAM), Deutsche Forschungsgemeinschaft SPP1681
Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.