Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Forschungsbericht Berichtszeitraum: 01.01.1995 - 31.12.1996

Interdisziplinäre Forschungsprojekte - Graduiertenkollegs

Dienstsitz:
Wolfgang-Langenbeck-Str. 4
06120 Halle (Saale)

Sprecher:	Prof. Dr. Reinhard Neubert		Tel.:	(0345) 55-2 50 00
	(FB Pharmazie)		Fax:	(0345) 55-2 70 21
			e-mail:	neubert@pharmazie.uni-halle.de
Beteiligte:	Medizinische Fakultät, FB Biochemie/Biotechnologie, FB Chemie,FB Mathematik und Informatik, FB Pharmazie sowie Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke
Laufzeit:	01.02.1995 - 31.01.1998

An der Ausbildung der Doktoranden bzw. Postdoktoranden im Rahmen des beantragten Graduiertenkollegs sind Arbeitsgruppen aus Instituten der Mathematisch-Naturwis-senschaftlich-Technischen Fakultät und der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie des Deutschen Institutes für Ernährungsforschung, Potsdam-Rehbrücke beteiligt.

Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppen sind

1. Methoden zur Charakterisierung und zur Beeinflussung des Wirkstofftransportes;
2. Biologische Systeme zur Untersuchung des Wirkstofftransportes.

Sowohl das Spektrum der biologischen Systeme, in denen der Wirkstofftransport untersucht werden soll, als auch das Spektrum der Untersuchungsmethoden wird in der zweiten Antragsphase entscheidend erweitert und die Verzahnung der Promotionsprojekte soll aufbauend auf die Arbeiten in der ersten Antragsphase weiter intensiviert werden. Problemstellungen, die gemeinsam bearbeitet werden sollen, sind:

Mathematische Beschreibung des Substanztransportes unter Berücksichtigung der physiologischen Bedingungen und pharmakokinetischer Problemstellungen, Entwicklung aussagekräftiger Systeme zur Charakterisierung des Wirkstofftransportes, gezielte Beeinflussung des Substanztransportes von Problemwirkstoffen durch Modulatoren und durch effektivere Vehikelsysteme, Untersuchung von Transportmechanismen an ausgewählten Organen (Auge, Haut, Gastrointestinaltrakt).

Methoden, die zur Bearbeitung dieser Problemkreise zur Verfügung stehen, sind:

• Analytische Methoden zur Konzentrationsmessung der Wirkstoffe in biologischen Systemen wie HPLC, HPTLC, Kapillarelektrophorese und Fluorimetrie
• Mathematische Verfahren zur Modellierung und numerische Verfahren zur Simulation von Transportprozessen
• In-vitro-Methoden zur Nachbildung des Wirkstofftransportes in biologischen Systemen: Bilayer-Membranen, künstliche Lipidmembranen, isolierte Darmschleimhaut, Mehrschichtmembranmodelle, excidierte menschliche Haut; Biologische Systeme, wie Zellkulturen (Keratinocyten, CaCo2, Oocyten) und die Bakterienzelle (E. coli, A. eutrophus)
• Physikochemische Methoden zur Charakterisierung von Membranlipiden, wie DSC, Filmwaage und Röntgenkleinwinkelstreuung
• Optische bzw. spektroskopische Methoden: FT-IR-Spektroskopie, FT-IR-PAS, FT-Raman-Spektroskopie, Ultrakurzzeitlaserspektroskopie, statische und dynamische Lichtstreuung
• Molekularbiologische Methoden: Patch-clamp-Technik, PCR, automatische Sequenzierung, heterologe Expressionen in E. coli und A. eutrophus, Bäckerhefe und Tabak, Clonierung, T7-Expression zur Proteinmarkierung.

Zu den ausgewählten Techniken werden den Teilnehmern am Graduiertenkolleg praktische Kurse angeboten. Dabei sollen die Kollegiaten sowohl in analytische und spektroskopische Hochleistungstechniken als auch in molekularbiologische Techniken zur Charakterisierung von Transportprozessen sowie in die Zellkulturtechnik eingeführt werden.

 
Forschungsschwerpunkte:

(I.)	Methoden zur Charakterisierung und Beeinflussung des Wirkstofftransportes
(I.1.)	Theoretische und numerische Behandlung des Wirkstofftransportes
(I.2.)	Entwicklung stereospezifischer HPLC- und Kapillarelektrophorese-Techniken für die pharmakokinetische Anwendung
(I.3.)	Anwendung der Ultrakurzzeitspektroskopie in biologisch pharmakokinetischen Transportsystemen
(I.4.)	Einfluß von Glycolipiden als Penetrationsmodulatoren auf die Fluidität von Stratum Corneum Modellipidsystemen
(I.5.)	Fettsäurevermittler erleichterter Wirkstofftransport durch die Zellmembran
(I.6.)	Transport und Resorption von Wirkstoffen im Gastrointestinaltrakt
(II.)	Wirkstofftransport in biologischen Systemen
(II.1.)	Charakterisierung und Beeinflussung des Transportes von Wirkstoffen mit Hilfe der Zellkulturtechnik
(II.2.)	Kinetik von Wirkstoffen in den vorderen Augenabschnitten und ihre Beeinflussung
(II.3.)	Aufnahme von Wirkstoffen in die gefäßbildenden Systeme menschlicher Haut
(II.4.)	Ablauf und Modulation der Penetration von Substanzen in die menschliche Haut
(II.5.)	Modellierung von heterogenen pharmakokinetischen/pharmakodynamischen Systemen
(II.6.)	Aufbau eines biochemischen Meßsystems für das ChrA-Protein und Derivate dieses Proteins
(II.7.)	Struktur und Funktion der Peptid/Cephalosporin-Transporter PEPT1 und PEPT2
(II.8.)	Beeinflussung des Proliferationsverhaltens humaner Keratinozyten durch Ionenströme, Membranpotential und intrazelluläre Calciumionenkonzentration

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