Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMMDissertation Jan Zimmer
Design, Synthese und Untersuchung von Nukleobasen-funktionalisierten Peptiden als Nanowirkstoffträgersystem
Wir gratulieren Jan Zimmer ganz herzlich zur erfolgreichen Verteidigung seiner Dissertation im Bereich der Nanomedizin. Zimmers Arbeit leistet einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Biomaterialien für die gezielte Wirkstoffabgabe und bietet vielversprechende Ansätze für zukünftige therapeutische Anwendungen in der Gentherapie und der Krebsforschung.
Jan Zimmer war wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe „Nanomedizin: Prozesstechnik & Formulierung“ des Geschäftsbereichs Flow & Formulation Chemistry am Fraunhofer IMM. Die Verteidigung seiner Dissertation zum Thema „Design, Synthese und Untersuchung von Nukleobasen-funktionalisierten Peptiden als Nanowirkstoffträgersystem“ fand am 23. Januar 2026 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz statt.
Wir wünschen Jan Zimmer viel Erfolg bei seinem weiteren beruflichen wie auch privatem Weg.
Abstract
Die Nanomedizin untersucht unter anderem, wie die Behandlung gefährlicher Krankheiten effektiver und sicherer gestaltet werden kann, da die herkömmlichen Therapien häufig mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden sind. Daher ist es von großem Interesse Wirkstoffträgersysteme zu formulieren, welche aktive Wirkstoffe gezielt in Zellen schleusen und dort wieder freigeben können, ohne dabei einen zytotoxischen Einfluss auf umliegende gesunde Zellen auszuüben.
Diese Dissertation untersucht die Entwicklung und Charakterisierung von Nukleobasen-basierten Peptiden für die thermoresponsive Wirkstofffreisetzung. Im Fokus stehen die Synthese, Selbstorganisation und Funktionalität von Peptiden, die in der Lage sind, Nukleinsäuren effizient zu kondensieren und zu transportieren. Durch die gezielte Modifikation von Peptiden mit Nukleobasen wie Thymin, Cytosin und Guanin werden neuartige Nanostrukturen geschaffen, die durch elektrostatische und Nukleobasen Wechselwirkungen mit RNA interagieren.
Die Arbeit umfasst die Synthese von verschiedenen kationischen Peptiden mittels Festphasenpeptidsynthese (SPPS) und deren anschließende Funktionalisierung mit Polyethylenglykol (PEG) zur Verbesserung der Stabilität und Biokompatibilität. Die Nanopartikelbildung wird durch dynamische Lichtstreuung (DLS) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) charakterisiert, wobei die Auswirkungen der PEG-Länge und der Nukleobasenanzahl auf die Partikelgröße und den Polydispersitätsindex untersucht werden.
Zusätzlich werden die thermoresponsiven Eigenschaften der entwickelten Systeme erforscht, um die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen zu ermöglichen. Die Effizienz der RNA-Transfektion wird unter Verwendung von EGFP-RNA getestet, wobei die Ergebnisse auf die Bedeutung der Nukleobasen-Wechselwirkungen und der elektrostatischen Wechselwirkungen hinweisen.
Außerdem wurden die Transportersysteme auf ihre Zytotoxizität und die Transfektionseffizienz in verschiedenen Zelllinien untersucht.
Diese Dissertation leistet somit einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Biomaterialien für die gezielte Wirkstoffabgabe und bietet vielversprechende Ansätze für zukünftige therapeutische Anwendungen in der Gentherapie und der Krebsforschung.