NanoBEL

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NanoBEL – Biologische Elimination komplexer diagnostischer Nanopartikel

Als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts hat sich die Nanotechnologie in den vergangenen Jahren von einer forschungsnahen Disziplin zu einem weltweit bedeutenden Wirtschaftsfaktor entwickelt. Aufgrund der Querschnittsrelevanz werden hier Impulse für ein breites Spektrum gesellschaftlicher Anwendungsfelder für die unterschiedlichsten Produkte, Prozesse und Materialien und somit Innovationen für viele Branchen einschließlich Medizin und „Life Sciences“ erwartet.

NanoBEL medizinische Nano-Anwendungen (c) NanoBEL Konsortium

NanoBEL medizinische Nano-Anwendungen (c) NanoBEL Konsortium

In Medizin und Pharmakologie spielt die Nanotechnologie bereits heute in einer Vielzahl von Anwendungen eine wichtige Rolle. Einen besonderen Stellenwert bilden magnetische Nanopartikel (MNP) für die diagnostische Bildgebung im Sinne einer Früherkennung von Erkrankungen und des therapeutischen Monitorings. Während die Auswirkungen einer akuten Exposition mit magnetischen Nanopartikeln aus toxikologischer Sicht mittlerweile weitreichend untersucht worden sind, sind Langzeiteffekte in Abhängigkeit von strukturellen Eigenschaften der magnetischen Nanopartikel und des Gesundheitsstatus der Individuen bisher noch kaum systematisch untersucht worden.

NanoBEL befasst sich daher mit der Abschätzung von Langzeit-Effekten der Exposition mit magnetischen Nanopartikeln (beispielsweise als Folge von regelmäßigen Bildgebungssitzungen), der Bedeutung von Degradations- und Eliminationsprozessen entlang des Lebenszyklus der Nanopartikel sowie der Auswirkung der Exposition im Zusammenhang mit Erkrankungen mit hoher sozioökonomischer Relevanz (Krebs, Entzündungen).

NanoBEL berücksichtigt Formulierungen von magnetischen Nanopartikeln, welche gegenwärtig und in der Zukunft eine hohe diagnostische Relevanz aufweisen. Neben der Weiterentwicklung und Optimierung dieser Nanopartikel trägt NanoBEL auch zur Entwicklung neuer tierfreier Alternativmethoden zur Langzeittestung von magnetischen Nanopartikeln bei (z.B. in Zellkulturen und im Hühnerei).

Weiterhin soll die systematische Erhebung der Daten einen Beitrag zur Kategorisierung von Nanopartikeln und zur Identifizierung dafür geeigneter Endpunkte leisten und damit die Grundlagen für eine Risikobewertung schaffen. Daten sollen auch einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden z.B. über die Datenbank Nanopartikel.info.

Somit liefert das Vorhaben einen wertvollen Beitrag für einen verantwortungsvollen Umgang und die optimierte Weiterentwicklung von Nanomaterialien in der Medizin, wobei Chancen bestmöglich genutzt und Risiken vermieden werden können. Somit birgt die Nanotechnologie auch für den Wirtschafts- und Innovationsstandort Deutschland enormes Potenzial, welches nicht ungenutzt bleiben darf. Daraus resultieren positive Auswirkungen nicht nur auf das Wirtschaftswachstum per se und die Schaffung qualifizierter Arbeitsplätze, sondern auch auf eine enorm verbesserte medizinische Versorgung bei gleichzeitiger Ressourcen- und Umweltschonung.

Förderkennzeichen: BMBF - FKZ 03XP0003
Laufzeit: 01.05.2015 - 30.04.2018 (verlängert bis 31.08.2018)

Projektleitung

Chemicell GmbH Logo
Christian Bergemann, Chemicell GmbH

Projekt-Partner

Chemicell GmbH Logo
Chemicell GmbH, Berlin (DE)
Dyomics GmbH Logo
Dyomics GmbH, Jena (DE)
Micromod Partikeltechnik Logo
micromod Partikeltechnologie GmbH, Rostock (DE)
Friedrich-Schiller Universität Jena Logo
Institut für Pharmazie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Jena (DE)
Friedrich-Schiller Universität Jena Logo
Otto-Schott-Institut für Materialforschung (OSIM), Friedrich-Schiller-Universität Jena, Jena (DE)
Universitätsklinikum Jena Logo
Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Jena, Jena (DE)
Universitätsklinikum Jena Logo
Abteilung für Hämatologie und Internistische Onkologie, Universitätsklinikum Jena, Jena (DE)
Universitätsklinikum Jena Logo
Integriertes Forschungs- und Behandlungszentrum Sepsis und Sepsisfolgen (CSCC),Universitätsklinikum Jena, Jena (DE)
Universitätsklinikum Jena Logo
Institut für Pathologie, Universitätsklinikum Jena, Jena (DE)
IPHT Jena Logo
Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT), Jena (DE)
Fraunhofer IKTS Logo
Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Dresden (DE)
Universitätsmedizin Mainz Logo
Molekulare und Zelluläre Onkologie, Universitätsmedizin Mainz (UMM), Mainz (DE)

Veröffentlichungen

2017

  • Fischer, D. & Rabel M. (2017). Crack the Egg - Ein alternatives Konzept zur Testung von Nanomaterialien. LABO online, Ausgabe 09/2017, pp.52-55, ISSN 0344-5208. (PDF, 820 KB)
  • Fischer, D. & Warncke, P. (2017). Nano ist nicht gleich nano. Pharmazeutische Zeitung online, Ausgabe 23/2017
  • Schlenk F., Werner S., Rabel M., Jacobs F., Bergemann C., Clement J.H., Fischer D. (2017). Comprehensive analysis of the in vitro and ex ovo hemocompatibility of surface engineered iron oxide nanoparticles for biomedical applications. Arch Toxicol, 91, pp. 3271–3286
 

2016

  • Feliu N., Docter D., Heine M., Del Pino P., Ashraf S., Kolosnjaj-Tabi J., Macchiarini P., Nielsen P., Alloyeau D., Gazeau F., Stauber R.H., Parak W.J. (2016). In vivo degeneration and the fate of inorganic nanoparticles. Chem Soc Rev, 45(9): 2440-2457.
  • Westmeier D., Stauber R.H., Docter D. (2016). The concept of bio-corona in modulating the toxicity of engineered nanomaterials (ENM). Toxicol Appl Pharmacol, 299 53-57.
 

2015

  • Gao Z., Ma T., Zhao E., Docter D., Yang W., Stauber R.H., Gao M. (2015). Small is Smarter: Nano MRI Contrast Agents - Advantages and Recent Achievements. Small
  • Setyawati M.I., Tay C.Y., Docter D., Stauber R.H., Leong D.T. (2015). Understanding and exploiting nanoparticles' intimacy with the blood vessel and blood.Chem Soc Rev, 44(22): 8174-8199.
  • Docter D., Westmeier D., Markiewicz M., Stolte S., Knauer S.K., Stauber R.H. (2015). The nanoparticle biomolecule corona: lessons learned - challenge accepted?Chem Soc Rev, 44(17): 6094-6121.
 

2018

  • Demut, J.; Haist, M.; Rabel, M.; Grüttner, C.; Müller, F.; Quaas, R.; Hochhaus, A.; Fischer, D.; Clement, J.H. (2018). Nanoparticle-Cell Interaction – Surface chemistry triggers inflammation response. 12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, 22.-26. Mai 2018, Kopenhagen, Dänemark. [Poster]
  • Fischer, D. (2018). A test concept for the preclinical development of nanomedicines. 9th International Congress Nanotechnology in Biology & Medicine, 25.-27. April 2018, Graz, Österreich. [Vortrag]
  • Weyell, P.; Beekmann, U.; Rabel, M.; Fischer, D.; Demut, J.; Grüttner, C.; Kurland, H.D.; Müller, F.A.; Bergemann, C.; Cialla-May, D.; Vornberger, A.; Kralisch, D. (2018). Safe-by-Design Decision Making Concept for Sustainable Innovation in Nanomedicine. 11th PBP World Meeting, 19.-22. März 2018, Granada, Spanien. [Poster]
  • Rabel, M.; Warncke, P.; Kurland, H.-D.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Cialla-May, D.; Müller, F.A.; Fischer, D. (2018). A preclinical test concept for nanomedicines to simulate their life cycle, 11th PBP World Meeting. 19.-22. März 2018, Granada, Spanien. [Poster]
  • Fischer, D. (2018). Introduction to Nanomaterials. Nano and Micro Formulations - Bringing together Science, Authority and Industry. 13.-14. März 2018, Berlin, Deutschland. [Vortrag]
  • Fischer, D. (2018). Simulations of the degradation of magnetic nanoparticles in biological fluids. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Vortrag]
  • Clement, J.H.; Demut, J.; Scheerer, P.; Jörke, C.; Hochhaus, A. (2018). Magnetic nanoparticle degradation in in vitro models – Prerequisites and perspectives. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Vortrag]
  • Kralisch, D.; Weyell, P.; Beekmann, U. (2018). Process Evaluation. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland [Vortrag]
  • Demut, J.; Scheerer, P.; Grüttner, C.; Bergemann, C.; Müller, F.; Czerney, P.; Hochhaus, A.; Clement, J.H. (2018). Differentially charged SPIONs interfere with inflammation response during interaction with tumor cells. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Poster]
  • Demut, J.; Gräfe, C.; Hochhaus, A.; Clement, J.H (2018). Multicellular spheroids: A model for nanoparticle-tumor cell interaction studies. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Poster]
  • Rabel, M.; Warncke, P.; Thamm, J.; Kurland, H.-D.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Cialla-May, D.; Müller, F.A.; Fischer, D. (2018). Simulating the Life Cycle of Magnetic Iron Oxide Nanoparticles. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Poster]
  • Warncke P.; Rabel, M.; Müller, R.; Stranik, O. Bergemann, C.; Grüttner, C.; Fritzsche, W.; Fischer, D. (2018). The hen´s egg test on the chick area vasculosa (HET-CAV) as a versatile alternative test system for iron oxide particles. 2nd NanoBEL Workshop, 07. März 2018, Jena, Deutschland. [Poster]
  • Rabel, M.; Warncke, P.; Thürmer, M.; Kurland, H-D.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Thamm, J.; Müller, F.A.; Koeberle, A.; Fischer, D. (2018). Biomolecule corona formation critically influences the toxicity and biodegradability of complex diagnostic nanoparticles. 22nd annual meeting CRS Germany Local Chapter, 01.-02. März 2018, Halle, Deutschland. [Vortrag]
  • Warncke, P., Rabel, M., Fischer, D. (2018). Role of polymer composition of PLGA-FexOy nanoparticles on biodegradation and protein corona formation. 22nd annual meeting CRS Germany Local Chapter, 01.-02. März 2018, Halle, Deutschland. [Poster]
  • Fischer, D. (2018). The life cycle of iron oxide nanoparticles: A preclinical test strategy. 2nd ISMAP 2018, 28. Februar 2018, Ilmenau, Deutschland. [Vortrag]
  • Warncke, P. (2018). Crack the egg: An alternative test system for the characterization of magnetic nanoparticles. 2nd ISMAP 2018, 28. Februar 2018, Ilmenau, Deutschland. [Vortrag]
 

2017

  • Warncke, P.; Pötzinger, Y.; Rabel, M.; Müller, R.; Stranik, O.; Fritzsche, W.; Fischer, D. (2017). The hen´s egg test on the chick area vasculosa (HET-CAV) as a versatile alternative test model to determine the biocompatibility of biomaterials. DGBM Annual Annual Meeting, 09.-11. November 2017, Würzburg, Deutschland. [Poster]
  • Fischer, D. (2017). Crack the egg - Versatile applications of a shell-less hen's egg model in pharmacy. DPhG Jahrestagung, 26-29. September 2017, Saarbrücken, Deutschland. [Vortrag]
  • Weyell, P.; Cialla-May, D.; Clement, J. H.; Fischer, D.; Grüttner, C.; Hilger, I.; Kurland, H.-D.; Müller, F. A.; Vornberger, A.; Bergemann, C.; Kralisch, D. (2017). Safe and benign by design concept for nanoparticles in medical applications. LCM2017 Conference, 03.-06. September 2017, Luxemburg, Luxemburg. [Vortrag]
  • Weyell, P.; Böhm, F.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Kurland, H.-D.; Müller, F. A.; Kralisch, D. (2017). Life cycle assessment of core-shell iron oxide nanoparticles for diagnostics. LCM2017 Conference, 03.-06. September 2017, Luxemburg, Luxemburg. [Poster]
  • Rabel, M.; Warncke, P.; Cialla-May, D.; Demut, J.; Thamm, J.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Clement, J. H.; Kurland, H.-D.; Müller, F. A.; Fischer, D. (2017). Pharmaceutically relevant assessment of the biodegradation of polysaccharide coated iron oxide nanoparticles. 5th EPNOE International Polysaccharide Conference 2017, 20.-24. August 2017, Jena, Deutschland. [Poster]
  • Rabel, M.; Warncke, P.; Thamm, J.; Kurland, H.-D.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Cialla-May, D.; Müller, F. A.; Fischer, D. (2017). The Life Cycle of Magnetic Nanoparticles: A Pharmaceutical Approach. 16th Ferrofluid Workshop, 17.-19. Juli 2017, Dresden, Deutschland. [Poster]
  • Demut, J.; Scheerer, P.; Grüttner, C.; Bergemann, C.; Müller, F.; Czerney, P.; Hochhaus, A.; Clement, J. H. (2017). Differentially charged SPIONs interfere with inflammation response during interaction with tumor cells. 16th Ferrofluid Workshop, 17.-19. Juli 2017, Dresden, Deutschland. [Poster]
  • Fischer, D. (2017). Nano in Pharma: Risiko, Perspektive oder nur Mythos?. Tag der Forschung: Pharmazie-Science First, 06. Juni 2017, Jena, Deutschland. [Vortrag]
  • Weyell, P.; Kralisch, D. (2017). Decision-making concept on medical nanoparticles. Discussion Forum on Life Cycle Assessment – DF65, 24. Mai 2017, Zürich, Schweiz [Vortrag]
  • Fischer D. (2017). Nano in der Apotheke: Risiko, Perspektive oder nur Mythos? Webinar Pharma4U, 23. Mai 2017. [Vortrag]
  • Fischer, D.; Kralisch, D.; Müller, F.A. (2017). NanoBEL: In vitro-Testsysteme zur Bewertung des Langzeitverhaltens von magnetischen Nanopartikeln im Organismus. NanoCare Clustertreffen 2017, 04.-05. Mai 2017, Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland. [Poster]
  • Vornberger, A. (2017). Lokalisierung von magnetischen Nanopartikeln in Zellen mittels Ramanspektroskopie. NanoCare Clustertreffen 2017, 04.-05. Mai 2017, Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland. [Poster]
  • Grüttner, C.; et al. (2017). Synthese von magnetischen Nanopartikeln mit Stealth-Polymeren und dualer Fluoreszenzmarkierung. NanoCare Clustertreffen 2017, 04.-05. Mai 2017, Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland. [Poster]
  • Clement, J.H.; Claus, R.; Romeike, B., Hilger, I. (2017). Degradationsverhalten von magnetischen Nanopartikeln in Zellen und lebenden Labortieren. NanoCare Clustertreffen 2017, 04.-05. Mai 2017, Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland. [Poster]
  • Cialla-May, D.; Patze, S.; Müller, R.; Weber, K.; Popp, J. (2017). Magnetische und optische Charakterisierung von Magnetit-Nanopartikeln. NanoCare Clustertreffen 2017, 04.-05. Mai 2017, Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland. [Poster]
  • Rabel, M.; Cialla-May, D.; Kurland, H.-D.; Thamm, J.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Müller, F.A.; Fischer, D. (2017). Assessing the biodegradation of complex diagnostic nanoparticles in artificial body fluids. 21st annual meeting CRS Germany Local Chapter, 02.-03. März 2017, Marburg, Deutschland. [Poster]
  • Weyell, P.; Cialla-May, D.; Clement, J.H.; Fischer, D.; Grüttner, C.; Hilger, I.; Kurland, H.D.; Szokup, S.; Bergemann, C.; Kralisch, D. (2017). A Concept for Decision Making on Innovative Iron Oxide Nanoparticles Selection for a Sustainable Application in Diagnostics. New Tools and Approaches for Nanomaterials Safety Assessment, 07.-09. Februar 2017, Malaga, Sapnien. [Vortrag]
  • Cialla-May, D.; Patze, S.; Müller, R.; Weber, K.; Popp, J. (2017). Optical and magnetic characterization of theranostic magnetite particles. Photonics West, 28. Januar - 2. Februar 2017, San Francisco, USA. [Vortrag]
 

2016

    • Clement, J.H. (2016). Magnetic nanomaterials meet biological barriers. Seminarreihe am Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie WS 2016/2017, 24. November 2016, Jena, Deutschland. [Vortrag]
    • Weyell, P.; Grüttner, C.; Kurland, H.D.; Müller, F.A.; Bergemann, C.; Kralisch, D. (2016). Criteria for decision making on innovative nanoparticle design for sustainable application in diagnostics. International Nano(bio)medicine Forum, 21. Oktober 2016, Mainz, Deutschland. [Vortrag]
    • Demut J., Gräfe C., Hochhaus A., Clement, J.H. (2016). Multicellular spheroids: A model for nanoparticle-tumor cell interactions. Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizer Gesellschaften für Hämatologie und Medizinische Onkologie; 14.-18. Oktober 2016, Leipzig, Deutschland. [Poster]
    • Weyell P., Kralisch D. (2016). Sustainable Nanotechnology for Diagnostics. Symposium der FSU: Nachhaltigkeit im interdisziplinären Diskurs – Theorien, Modelle, Praktiken, 12.-13. Oktober 2016, Jena, Deutschland. [Vortrag]
    • Rabel, M.; Cialla-May, D.; Müller, R.; Kurland, H.-D.; Thamm, J.; Bergemann, C.; Grüttner, C.; Müller, F.A.; Fischer, D. (2016). Simulation of the biodegradation of iron oxide and iron oxide-silica nanoparticles in artificial body fluids. DPhG Annual Meeting 2016, 04.-07. Oktober 2016, München, Deutschland. [Poster]
    • Warncke, P.; Müller, R.; Stranik, O.; Schlenk, F.; Werner, S.; Malsch, D.; Bergemann, C.; Fritzsche, W.; Fischer, D. (2016). The hen´s egg test as a model for optical detection of particle behavior under dynamic flow conditions. DPhG Annual Meeting 2016, 04.-07. Oktober 2016, München, Deutschland. [Poster]
    • Weyell P., Böhm F., Kralisch D. (2016). Ganzheitliche Risiko- und Nachhaltigkeitsbewertung von Nanotechnologie für medizinische Anwendungen. Jahrestagung 2016: SETAC GLB, GDCh FG Umweltchemie und Ökotoxikologie, 5.-8. September 2016, Tübingen, Deutschland. [Poster]
    • Stauber R. (2016). The biocorona: Lessons learned and challenges accepted. International Nanotoxicology Congress, 1.-4. Juni 2016, Boston, USA. [Vortrag]
    • Fischer D. (2016). Nano in der Apotheke: Risiko, Perspektive oder nur Mythos?. Deutsche Pharmazeutische Gesellschaft, Vortragsreihe: 26. April 2016, Dessau; 12. Mai 2016, Berlin; 26. Mai 2016 Magdeburg; 01. Juni 2016, Halle, Deutschland; 02. November 2016, Regensburg, Deutschland; 13. Dezember 2016, Tübingen, Deutschland. [Vortrag]
    • Kögler C., Engelhardt J., Röhrig N., Wurzbach P., Hilger I. (2016). Joint Project on Biological elimination of complex diagnostic nanoparticles – NanoBEL. 8th Postgraduate Symposium on Cancer Research, 23. April 2016, Dornburg, Deutschland. [Poster]
    • Johl A., Grüttner C., Müller K. (2016). Synthese von magnetischen Nanopartikeln (MNP) mit Stealth-Polymeren und dualer Fluoreszenzmarkierung. Clustertreffen NanoCare, 3.-4. Mai 2016, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
    • Bergemann C., Öztürk C. (2016). Dual-fluoreszierende magnetische Nanopartikel für die intrazelluläre Analytik. Clustertreffen NanoCare, 3.-4. Mai 2016, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
    • Fischer D., Kralisch D., Müller F., Clement J.H. (2016). NanoBEL: in vitro-Prädiktionsmodelle zur Bewertung der biologischen Elimination komplexer diagnostischer Nanopartikel. Clustertreffen NanoCare, 3.-4. Mai 2016, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
    • Szokup S. (2016). Bestimmung von chemischen und strukturellen Eigenschaften magnetischer Nanopartikel-Suspensionen. Clustertreffen NanoCare, 3.-4. Mai 2016, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
   

2015

  • Docter D. (2015). Impact of the Nanomaterial Biomolecule Corona for Biomedical Applications. NANOBIOAPP2015, 21.-23. September 2015, Barcelona, Spanien. [Vortrag]
  • Fischer, D. (2015). Nano in der Apotheke: Risiko, Perspektiven oder nur Mythos?. Deutsche Pharmazeutische Gesellschaft, 09.11.2015, Koblenz, Deutschland. [Vortrag]
  • Fischer, D. (2015). Nano in der Apotheke: Risiko, Perspektiven oder nur Mythos?. Deutsche Pharmazeutische Gesellschaft und Landesapothekerkammer, 07. Juli 2015, Jena, Deutschland. [Vortrag]
 

  • Sicherheit in der Nano-Medizin, Pressebeitrag zum NanoBEL-Workshop, Ostthüringer Zeitung, 03. März 2018
  • Ausgewählt: Beim Tag der Forschung an der Jenaer Uni wurde der Fokus auf die Pharmazie gelegt. Jena TV - Video-Beitrag 07.06.2017.
  • Nanopartikel im Frühstücksei - Forscher der FSU untersuchen in neuem Großprojekt die Langzeiteffekte von magnetischen Nanopartikeln auf den menschlichen Körper, Pressemeldung Universität Jena, 24.06.2015, (uni-jena.de).
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