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status_changed: 2012-08-14 14:59:32
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Thöle, Marc
title: Arzneistofftransport an der Blut-Hirn-Schranke: Drug Targeting  mit liposomalen Konjugaten
title_en: Drug transport at the blood-brain barrier: drug targeting with liposomal conjugates
ispublished: pub
subjects: ddc-610
divisions: i-160100
adv_faculty: af-14
keywords: Pharmazeutische Technologiedrug targeting , liposomes , blood-brain barrier , coupling , cell culture
cterms_swd: Liposom
cterms_swd: Arzneistoffträger
cterms_swd: Blut-Hirn-Schranke
cterms_swd: Zellkultur
abstract: Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines liposomalen Konjugats für ein drug targeting des Gehirns. Dazu wurde ein Zellkulturmodell der Blut-Hirn Schranke etabliert und ein liposomales Konjugat mit kationisiertem Albumin hergestellt. Kapillar-Endothelzellen wurden aus Schweinehirn isoliert und in Kulturgefäßen als Monolayer kultiviert. Die kultivierten Zellen exprimierten die endothelzellspezifischen Proteine Vimentin und von Willebrand-Faktor und besaßen eine hohe Aktivität der g-Glutamyl-Transferase.  Es konnte gezeigt werden, dass dieses Zellkulturmodell dazu geeignet ist, Transportprozesse an der BHS funktionell zu untersuchen. Da die Permeabilität kultivierter Zellen von den Kulturbedingungen abhängt, wurden verschiedene Ansätze zur Optimierung der Barriereeigenschaften der kultivierten Zellen untersucht. Dabei zeigte nur die Verwendung von Astrozyten-konditioniertem Medium einen deutlichen Einfluss auf die Dichte der Monolayer. Für die Herstellung des liposomalen Konjugats wurde kationisiertes Albumin aus Serumalbumin hergestellt, sulfhydriert und über ein Maleimid-modifiziertes Phospholipid an fluoreszierende Liposomen gekoppelt. Die Kopplung gelang in guten Ausbeuten und die hergestellten liposomalen Konjugate zeigten eine hohe Stabilität. Die Interaktion der liposomalen Konjugate mit kultivierten Kapillar-Endothelzellen wurde fluorimetrisch und fluoreszenz-mikroskopisch untersucht. Konjugate mit kationisiertem Albumin wurden durch Endozytose in die Endothelzellen aufgenommen. Mit normalem Serumalbumin konjugierte Kontrollvesikel zeigten dagegen keine spezifische Interaktion mit den Zellen.  Die Aufnahme war zeit- und konzentrationsabhängig und konnte mit verschiedenen Inhibitoren gehemmt werden. Ein erhöhter Transport von liposomal eingeschlossenen Substanzen durch die Blut-Hirn Schranke hindurch konnte in dem in vitro-Modell bislang noch nicht festgestellt werden; diese Untersuchungen sind Thema einer weiterführenden Arbeit.
abstract_translated_text: In this work the interactions of liposomal conjugates with the blood-brain barrier in vitro were studied. A cell culture model of the blood-brain barrier (BBB) was established and liposomal conjugates with cationized albumin (CBSA) were prepared. Capillary endothelial cells (BCEC) were isolated from porcine brain and cultured as monolayers. The cells were characterized with respect to expression of vimentin and von Willebrand factor. Also the activity of gamma-glutamyl-transferase was analyzed. Diffusion studies with carboxyfluoresceine and fluorescein-isothiocyanate-modified dextrans as well as measurements of the transendothelial electrical resistance were performed to analyse the tightness of the monolayers. To improve monolayer tightness, various modifications of culture conditions were tested. Only the use of astrocyte-conditioned medium led to a significant reduced paracellular permeability. For the preparation of liposomal conjugates, CBSA was synthesized from bovine serum albumin (BSA) and thiolated. Coupling  to PEG(2000)-distearoyl-ethanolamine containing liposomes was performed via a linker lipid with a maleimide residue at the end of a PEG(2000)-chain. The interactions of the CBSA- coupled liposomes with the BBB in vitro were studied in fluorescence assays and with confocal microscopy. The conjugates were taken up into the cells by endocytosis. In contrast, control vesicles coupled with native BSA showed no specific interaction with the cells. Uptake of the CBSA-conjugate depended on time as well as on lipid concentration and could be reduced by several inhibitors of endocytosis. These results show the potential of CBSA-liposomes to serve as carrier for drug delivery to brain endothelium. In contrast, a transcytosis of liposomal content could not be demonstrated in this in vitro approach. Further investigations will have to show if this observation is a general issue of brain targeting with liposomal conjugates.
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: mesh
class_labels: Blood-Brain Barrier [G06.535.166.330.050], Cell Culture [E05.909.813.225], Drug Carriers [D26.664.255.260]
date: 2000
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00000639
ppn_swb: 1643165003
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-6392
date_accepted: 2000-06-20
advisor: HASH(0x5608dc7670f0)
language: ger
bibsort: THOLEMARCARZNEISTOF2000
full_text_status: public
citation:   Thöle, Marc  (2000) Arzneistofftransport an der Blut-Hirn-Schranke: Drug Targeting mit liposomalen Konjugaten.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/639/1/dissmarc.pdf