@phdthesis{Aido2024,
  author    = {Aido, Ahmed},
  title     = {Development of anti-TNF antibody-gold nanoparticles (anti-TNF-AuNPs)},
  doi       = {10.25972/OPUS-34921},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349212},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Gold nanoparticles of diameter ca. 60 nm have been synthesized based on Turkevich and Frens protocols. We have demonstrated that the carboxyl-modified gold nanoparticles can be coupled covalently with antibodies (Ab) of interest using the EDC/NHS coupling procedure. Binding studies with Ab-grafted AuNPs and GpL fusion proteins proved that conjugation of AuNPs with antibodies enables immobilization of antibodies with preservation of a significant antigen binding capacity. More importantly, our findings showed that the conjugation of types of anti-TNF receptors antibodies such as anti-Fn14 antibodies (PDL192 and 5B6) (Aido et al., 2021), anti-CD40, anti-4-1BB and anti-TNFR2 with gold nanoparticles confers them with potent agonism. Thus, our results suggest that AuNPs can be utilized as a platform to immobilize anti-TNFR antibodies which, on the one hand, helps to enhance their agonistic activity in comparison to "free" inactive antibodies by mimicking the effect of cell-anchored antibodies or membrane-bound TNF ligands and, on the other hand, allows to develop new generations of drug delivery systems. These constructs are characterized with their biocompatibility and their tunable synthesis process. In a further work part, we combined the benefits of the established system of Ab-AuNPs with materials used widely in the modern biofabrication approaches such as the photo-crosslinked hydrogels, methacrylate-modified gelatin (GelMA), combined with embedded variants of human cell lines. The acquired results demonstrated clearly that the attaching of proteins like antibodies to gold nanoparticles might reduce their release rate from the crosslinked hydrogels upon the very low diffusion of gold nanoparticles from the solid constructs to the surrounding medium yielding long-term local functioning proteins-attached particles. Moreover, our finding suggests that hydrogel-embedded AuNP-immobilized antibodies, e.g. anti-TNFα-AuNPs or anti-IL1-AuNPs enable local inhibitory functions, To sum up, our results demonstrate that AuNPs can act as a platform to attach anti-TNFR antibodies to enhance their agonistic activity by resembling the output of cell-anchoring or membrane bounding. Gold nanoparticles are considered, thus, as promising tool to develop the next generation of drug delivery systems, which may contribute to cancer therapy. On top of that, the embedding of anti-inflammatory-AuNPs in the biofabricated hydrogel presents new innovative strategy of the treatment of autoinflammatory diseases.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{FirdessaFite2015,
  author    = {Firdessa Fite, Rebuma},
  title     = {Use of polyhexanide and nanomedicine approach for effective treatments of cutaneous leishmaniasis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115072},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Despite huge suffering caused by cutaneous leishmaniasis (CL), there is no effective and affordable treatment strategy against CL and no licensed vaccines. The current treatments show limited efficacy and high toxicity. Improved therapies through discovery of novel drugs and/or an alternative treatment approaches are/is urgently needed. We aimed at identifying a novel antileishmanial agent and developing an innovative nanoparticle (NP) based platform for safe and effective treatments against CL. We discovered that polyhexanide (PHMB), a widely used antimicrobial polymer and wound antisepsis, shows an inherent antileishmanial activity at submicromolar concentrations. PHMB appears to kill L. major parasites via a dual mechanism involving disruption of membrane integrity and selective chromosome condensation. However, host chromosomes binding appear to be limited by exclusion from mammalian cell nuclei. Moreover, we attempted to establish effective drug delivery systems that overcome the various shortcomings in the present treatment of CL. In this scenario, we initially studied the cellular interactions of NPs and their uptake mechanisms into mammalian cells before applying them in drug delivery system. We obtained clear evidence for the involvement of multiple endocytic routes to internalize NPs. Physicochemical properties of NPs, cell type, temperature and pathogenesis of the target diseases were shown to be determinant factors. Thereafter, a mechanism based host- and pathogen-directed combination therapy comprising PHMB and CpG ODN immunomodulator was established for overall synergistic effect against CL. It simultaneously targets the pathogen and the host immunity with effective delivery system. The results show that PHMB binds to CpG ODN and form stable nanopolyplexes for efficient cell entry and therapy. The nanopolyplexes displayed enhanced cellular uptake and antileishmanial potency while drastically reducing the toxicity against mammalian cells. In conclusion, our findings clearly indicate that PHMB can be used as effective candidate drug against CL and as non-viral delivery of immunomodulatorynucleic acids. Moreover, our proof-of concept study showed nanomedicine approaches are effective strategy to challenge CL and other human diseases.},
  subject      = {Leishmaniose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rettenmaier2002,
  author    = {Rettenmaier, J{\"u}rgen},
  title     = {Synthese von TiO2-Nanopartikeln und Carbazol-Farbstoffderivaten f{\"u}r optische Anwendungen in anorganisch-organischen Hybridpolymeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2937},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Arbeit hatte das Ziel, Beitr{\"a}ge zur Synthese photorefraktiver Nanokomposite durch die geschickte Kombination spezieller organischer Farbstoffe mit elektronenleitenden, anorganischen Nanopartikeln oder mit lochleitenden Carbazol-Derivaten in hybriden Polymeren zu leisten. Dabei wurden grundlegende Erkenntnisse auf folgenden Gebieten erzielt: > TiO2-Nanopartikel als anorganische Elektronenleiter > Carbazol-Derivate als organische Lochleiter > Metallkomplex-Farbstoffe als Photosensibilisatoren > Optisch nichtlineare Chromophore > Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in hybriden Materialien > Photoleitung > Optische Nichtlinearit{\"a}t},
  subject      = {Photorefraktiver Effekt},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zipplies2018,
  author    = {Zipplies, Theresa Leonora},
  title     = {Fluoreszenzmarkierte Nanogele auf Poly(glycidol)-Basis - Herstellung, Charakterisierung und deren Interaktion in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-162645},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war die Herstellung fluoreszent markierter Pr{\"a}polymere sowie deren Optimierung, die kontrollierte und reproduzierbare Synthese von redox-sensitiven und nicht redox-sensitiven NG mit und ohne Fluoreszenzmarkierung in einem durchschnittlichen Partikelgr{\"o}ßenbereich von 150 - 300 nm und mit einer Konzentration > 10*10 Partikel/ml, die Charakterisierung der NG, ihre Untersuchung bez{\"u}glich ihrer Stabilit{\"a}t und des Assoziationsverhaltens zu BSA sowie die Erlangung von Erkenntnissen bez{\"u}glich des Aufnahmemechanismus der NG in Abh{\"a}ngigkeit vom Transportpeptid Tat. Abschließend kann zusammenfassend gesagt werden: 1. Das große Potential von PG-basierten NG f{\"u}r biologische bzw. medizinische Einsatzgebiete konnte weiter untermauert werden. 2. Das mit Cy5-Alkin markierte PG PG-SH-Cy5 erscheint aufgrund des relativ hohen erreichten Markierungsgrades bei der Herstellung als aussichtsreichster Kandidat f{\"u}r weitere Untersuchungen. Diese Umsetzung besitzt noch Optimierungspotentiale bez{\"u}glich einer Verringerung des Polymerverlusts bei der Aufarbeitung, des erreichbaren Markierungsgrades und der Markierungsausbeute. M{\"o}glichkeiten, dies zu erreichen, wurden diskutiert. 3. Klare Aussagen {\"u}ber den Einfluss des esterhaltigen bzw. esterfreien Ausgangspolymers PG-SH auf die Konzentration und die Partikelgr{\"o}ße konnten aufgrund einer nicht ausreichenden Datenlage nicht getroffen werden. 4. Die esterhaltigen PG-SH-Molek{\"u}le erscheinen aufgrund ihrer Labilit{\"a}t gegen{\"u}ber Hydrolyse f{\"u}r die NP-Synthese weniger geeignet (geringere Stabilit{\"a}t). 5. Die Charakterisierung der aus den markierten und unmarkierten Ausgangspolymeren hergestellten NG, welche teilweise zus{\"a}tzlich mit dem Transportpeptid Tat funktionalisiert wurden, erfolgte mittels NTA und zeigt f{\"u}r die meisten Spezies relativ schmale, gut definierte, monomodale Gr{\"o}ßenverteilungen mit einem Maximum um 100-200 nm im Bereich von ca. 40 - max. 400 nm mit Partikelkonzentrationen im Bereich von 1010 - 1011 Partikeln/ml. 6. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass der untersuchte, von PG-SH abgeleitete NP-Typ (z. B. NG_3, redox-sensitiv unmarkiert) aufgrund seiner Einheitlichkeit, Partikelgr{\"o}ße und der Reproduzierbarkeit der Herstellung als gut geeignet f{\"u}r den geplanten Einsatz in biologischen Systemen erscheint. Von den weiter derivatisierten NG erscheinen die folgenden aufgrund der oben geschilderten Kriterien als besonders geeignet f{\"u}r den geplanten Einsatz in biologischen Systemen und weiterer Untersuchungen wert: NG680_(TAT)_1-4 (redox-sensitiv, markiert), NGCy5_(TAT)_1 (redox-sensitiv, markiert), NG_MA_2 (nicht redox-sensitiv, unmarkiert), NGCy7_MA_1 (nicht redox-sensitiv, markiert). Aufgrund des relativ hohen erreichbaren Markierungsgrades bei der Markierung der Ausgangspolymere erscheinen die mit Cy5-markierten Verbindungen als besonders vorteilhaft. 7. Die esterfreien, redox-sensitiven NP erwiesen sich bei 14-t{\"a}giger Lagerung unter physiologischen Bedingungen als stabil. Ihre Konzentration nahm {\"u}ber 14 Tage um ca. 60 \% vom Ausgangswert ab. Gleichzeitig nahm der Teilchendurchmesser w{\"a}hrend des Beobachtungszeitraums um ca. 25 \% zu. Die Abnahme der Teilchenzahl ist - zumindest teilweise - durch eine Vergr{\"o}ßerung des mittleren Teilchendurchmessers und m{\"o}gliche Adsorptionseffekte an die Gef{\"a}ßw{\"a}nde des Versuchsaufbaus zu erkl{\"a}ren. 8. Die Konzentration der esterfreien, nicht redox-sensitiven NP verringert sich bei 14-t{\"a}giger Inkubation unter physiologischen Bedingungen deutlich auf ca. 10 \% des Ausgangswerts. Der mittlere Durchmesser der Partikel bleibt innerhalb des Untersuchungszeitraums innerhalb der Fehlergrenzen konstant. Die starke Abnahme der Partikelkonzentration ist wahrscheinlich auf die Hydrolyse des verwendeten esterhaltigen Crosslinkers PEGDA zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Desweiteren sind Adsorptionsph{\"a}nomene an Oberfl{\"a}chen des Versuchsaufbaus nicht auszuschließen. Insgesamt hervorzuheben ist die wesentlich h{\"o}here Stabili{\"a}t der redox-sensitiven NP unter den Versuchsbedingungen. Diese Substanzklasse sollte daher weiter verfolgt werden. 9. Es wurde gezeigt, dass sowohl die NG, die das Aufnahmeprotein Tat enthalten, als auch die NG ohne Tat mit Fluoreszenz-markiertem BSA (8,3 µg/ml) wechselwirken und zusammen mit diesem bei der Zentrifugation abgeschieden werden. {\"U}ber die Art der Wechselwirkung kann keine Aussage getroffen werden. 10. Durch in vitro Zellaufnahmeuntersuchungen an Hela-Zellen konnte gezeigt werden, dass die mit Tat funktionalisierten, redox-sensitiven, Fluoreszenz-markierten NP von den Zellen aufgenommen werden. Die Aufnahme erfolgt {\"u}ber eine deutlich erkennbare Vesikelbildung, die an der Plasmamembran verst{\"a}rkt beobachtet werden kann. Im Gegensatz hierzu konnte bei den nicht mit Tat funktionalisierten NP keine vergleichbare in vitro Zellaufnahme beobachtet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit best{\"a}tigen insgesamt das große Potential der von Thiol-funktionalisierten PG abgeleiteten NG f{\"u}r die medizinische Forschung und zuk{\"u}nftige Anwendungen in der Diagnostik und Therapie. Es wird eine Reihe von Ansatzpunkten aufgezeigt, auf deren Basis weitere vertiefende Untersuchungen zur Charakterisierung und Optimierung sowie zu zuk{\"u}nftigen nutzbringenden Anwendungen vorgenommen werden sollten.},
  subject      = {Nanoparticles},
  language  = {de}
}