Institut für Pharmazie
Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Die Abteilung für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie beschäftigt sich mit Drug Delivery und Drug Targeting, neuen Trägersystemen und -materialien, Tissue Engineering sowie mit pharmakokinetischen und Vorhersage-Modellen zur Biodistribution von Wirk- und Hilfsstoffen.
Forschungsschwerpunkte
Intelligente Wirkstoffträger-Systeme zur Überwindung von Barriere-Systemen
Die moderne Präzisionsmedizin ermöglicht durch Gen- und Antikörper-Therapeutika (z. Bsp. mRNA, CRISPR/Cas) hochspezifische Eingriffe in Krankheitsmechanismen. Während für die Leber oder solide Tumore bereits klinische Lösungen existieren, bleibt das zentrale Nervensystem (ZNS) aufgrund der physiologischen Barrierefunktion der Blut-Hirn-Schranke weitgehend isoliert. Die Überwindung dieser Barriere erfordert eine präzise Abstimmung zwischen dem physikochemischen Design des Arzneistoffträgers und der komplexen Zellarchitektur sowie den Rezeptor-Topographien der Zielgewebe.
Fokus der Abteilung für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung, Herstellung und Skalierung maßgeschneiderter, nanopartikulärer Wirkstoffträger (z. B. Polymer- und Lipid-Nanopartikel, Liposomen, Exosomen) und beinhaltet die Korrelation von z. Bsp. Ladung und Oberflächenfunktionalisierung mit gewebespezifischem Tropismus und zellulären Aufnahmen-Mechanismen. Das übergeordnete Ziel beinhaltet die Entwicklung einer Plattform für klinisch-translationale Technologien, die eine navigierbare und effiziente Applikation hochspezifischer Wirkstoffe zur Behandlung u.a. zentralnervöser und renaler Erkrankungen ermöglicht.
Für das ZNS-Targeting von mRNA und Antikörpern bei Morbus Alzheimer und Parkinson werden Lipid- (LNP) und Polymer-Nanopartikel sowie biomimetische Exosomen hergestellt, deren kritische Qualitätsmerkmale (z. Bsp. Größe, Beladung, Stabilität) in Abhängigkeit der gewählten Prozessparameter und Herstellungs-Methodiken (Emulsions-Präzipitation, Microfluidics) gesteuert werden. Die anschließende Überprüfung der ZNS-Gängigkeit erfolgt durch In-vitro-Permeationsstudien und In-vivo-Bioimaging, um das Ausmaß des Übertritts quantitativ und qualitativ zu erfassen. Mittels konfokaler Mikroskopie und Histochemie wird die exakte Lokalisation der fluoreszenzmarkierten Partikel im Hirngewebe sowie deren intrazelluläre Aufnahme visualisiert.
Die Abteilung nutzt zahlreiche In-vitro- (z. Bsp. primäre Endothel-Zellkultur; intestinale Epithel-Zelllinien; induzierbare, pluripotente Stammzellen; Transwell®-Studien), Ex-vivo- (Gehirnkapillaren) und In-vivo-Modelle (Blut-Hirn Schranke, Blut-Harn Schranke, GIT-Barrieremodelle),, um Permeation, Biodistribution und Toxizität neuer Arzneistoff-Formulierungen sowie Barriere-Eigenschaften z. Bsp. bei Morbus Alzheimer oder Parkinson vorhersagen zu können. Dabei werden auch gezielt die Funktionalität und Expressionsmuster von u.a. Transportern, Rezeptoren (Lrp1, Transferrin-Rezeptor) und Tight Junctions (ZO-1, Claudin-5) untersucht, um das Partikeldesign individuell maßgeschneidert anzupassen.
Zur Behandlung kongenital erworbener Nephropathien (z.B. fokal segmentale Glomerulosklerosen) werden zur Adressierung des proximalen Tubulus in Zebra- und Fundulus-Fischen sowie Prachtkärpflingen als Modellsysteme für renale Erkrankungen und Alterungsprozesse Quantum Dots sowie Polyplexe aus Biomaterialien erprobt und hinsichtlich ihrer Funktionalität, Spezifität und Verteilung getestet.
Ausstattung & Geräte
Pharmazeutische Herstellung & Prozesstechnik
- Rundlauf-Tablettenpresse – RPH (Horn | Fette Compacting)
- Desktop-Tablettenpresse – TDP 5 (LFA Machines)
- Wirbelschichtanlage – Mini-Glatt (Glatt)
- Pulvermischer – VM Lab Mixer (LFA Machines)
- Hochleistungs-Dispergiergerät – T 25 digital ULTRA-TURRAX® (IKA)
Magistrale Herstellung – Galenik & Rezeptur
- Salbenmischsystem – TOPITEC® AUTOMATIC (WEPA)
- Salbenmischsystem – gako unguator PRO (Gako)
Pharmazeutische Analytik & Charakterisierung
- Partikelmessgerät – DynaPro™ ZetaStar™ (Waters | Wyatt)
- SEC-MALS-System (Waters | Wyatt)
- Viskosimeter – HAAKE Viscotester 550 (Thermo Scientific)
- Karl Fischer Titrator – TitroLine® 7500 KF (SI Analytics)
Qualitätsprüfung
- Dissolutionstester – AT Xtend™ (Sotax)
- Zerfallszeittester – ZT 322 (Erweka)
- Friabilator – PTF 20ER (Pharma Test)
- Tablettentester (Härteprüfgerät) – MT50 (Sotax)
- Stampfdichteprüfer – TD1 (Sotax)
Kooperationen
Professor Dr. rer. nat. Gert Fricker, Ruprecht-Karls Universität Heidelberg, Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie, Abteilung Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Professor Dr. rer. nat. Claus Pietrzik, Universitätsmedizin Mainz, Institut für Pathobiochemie, Abteilung Molekulare Neurodegeneration
Professor Dr. med. Hermann Haller, Mount Desert Island Biological Laboratory, Maine, USA
Dienstleistungen
Interesse an einer Zusammenarbeit mit unserem Institut? Wir bieten folgende Dienstleistungen an:
- Formulierungsentwicklung für lipophile Arzneistoffe / mRNA: Polymer- / Lipid-Nanopartikel / Liposomen (parenterale Applikation)
- Zell- und Organ-spezifisches Targeting
- Freisetzungs-Messungen (Durchflusszelle, Ph.Eur. 2.9.3)
- in vitro-Modellsysteme für Blut-Hirn-Schranke, Niere, GIT und Leber (Transwell®-Permeations-Studien zur Prädiktion der Verteilung / Akkumulation von Wirkstoffen / Formulierungen);
- ex vivo-Modellsysteme für Blut-Hirn-Schranke, Niere und GIT (Transport-Untersuchung / Akkumulation Fluoreszenz-markierter Wirkstoffe / Formulierungen (Konfokalmikroskopie))
- Trans-Endotheliale / Epitheliale Widerstandsmessungen (Beurteilung der parazellulären Integrität)
- Transporter-Assays zur Beurteilung von Arzneistoff-Resistenzen (ABC-Transporter, Solute Carrier)
- Toxizitäts-Studien (LDH, MTT, JC-1)
- Plasmabindungsstudien (Dialyse-basiert)
Ansprechperson
Universitätsinstitut für Pharmazie Salzburg