Das Projekt: Patim

Aus der modernen Medizin sind künstlich hergestellte Implantate z.B. für Herzklappen oder Blutgefäßprothesen nicht mehr wegzudenken. Ein wichtiges Problem bei der Verwendung ist die Reaktion des Immunsystems der Patienten auf das Implantat, welches als „fremd“ erkannt wird. Die aktuell verwendeten kardiovaskulären Implantate sind daher, sowie aufgrund des fehlenden korrekten Anschlusses an das gesunde Gewebe („Reendothelialisierung“) in ihrer Anwendung beschränkt. Der aktuelle Trend im Bereich der Implantologie geht in Richtung einer „Biologisierung“ der künstlichen Implantate. Das Konsortium Patim hat sich die Herstellung und Optimierung von patientenoptimierten bzw. patienteneigenen Implantaten zum Ziel gesetzt. Hierbei werden zwei Strategien verfolgt:

a) die synthetischen Strukturen werden mit funktionellen Gruppen ausgestattet, welche körpereigene Zellen anlocken und an der Oberfläche binden

b) die synthetischen Strukturen werden aus patienteneigenen Zellen in vitro vollständig neu synthetisiert

Die Hauptaufgabe von Patim ist die Biologisierung von kardiovaskulären Implantaten voranzutreiben.  Im präklinischen Bereich sollen neue Immuntherapeutika entwickelt werden, um auftretende Entzündungs- und somit Abstoßungsreaktionen zu verhindern bzw. zu minimieren. Hierdurch soll die erfolgreiche Integration der Implantate in den Empfängerorganismus unterstützt werden.

Die Aufgabe von EMI

• Entzündungsreaktionen am künstlichen oder vitalen Implantat

• Das Degradationsverhalten vitaler Implantate

• Im Speziellen das Verhalten von Entzündungs- bzw. Wundheilungsmakrophagen

Mit Hilfe der neuen Erkenntnisse sollen drastische Reaktionen des Immunsystems über die Modellierung bzw. Depletierung von Makrophagen positiv beeinflusst werden. In erster Instanz soll hierbei die Rolle von Immuneffektorzellen (insbesondere Makrophagen) untersucht und dabei spezifische Bindeliganden als molekulare Sonden eingesetzt werden. Als Zielstruktur auf den Makrophagen wird der CD64-Rezeptor verwendet. Die Bindung erfolgt über einen rekombinanten Antikörper gekoppelt an das SNAP-tag. Diese Struktur wurde aus einem DNA-Reparaturenzym abgeleitet und erlaubt eine stöchiometrische und kovalente Kopplung an Benzylguanin-modifizierte Substrate mit hoher Effizienz unter physiologischen Bedingungen. Die über den SNAP-Tag mit Fluorophoren markierten, rekombinanten Bindeliganden (Antikörper) behalten bei dieser Prozedur ihre maximale Funktionalität.

Ausgewählte SNAP-Fusionsproteine werden zur Evaluation der Migration von Immuneffektorzellen (Makrophagen) im Gewebeumfeld von funktionalisierten Implantatoberflächen eingesetzt. Eine weitere Evaluation der Immunreaktion und des Erfolgs der veränderten Oberflächen der Implantate geschieht nach Implantation mit Hilfe histologischer, immunhistochemischer und PCR-basierter Techniken.

Das durchgeführte Vorhaben Patim wurde im Rahmen des aus dem EFRE kofinanzierten Operationellen Programms für NRW im Ziel 2 "Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung" 2007-2013 ausgewählt.