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Anna Krüger, M.Sc.

Telefon: 0228/73-4943
E-Mail: a.kruegerE-Mail at-Symboluni-bonn.de

 

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Vorhersage der Chemosensitivität von Tumorzellen mit pharmakokinetischen Modellen der subzellulären Verteilung von Chemotherapeutika

Klassische pharmakokinetische Modellierung charakterisiert die Prozesse, welche ein Arzneistoff im menschlichen Körper durchläuft. Um genauer zu verstehen wovon der erfolgreiche Einsatz eines Arzneistoffs abhängt, kann es aber auch hilfreich sein, den Fokus auf den Wirkort zu legen. Subzelluläre Pharmakokinetik beschreibt mithilfe mathematischer Modelle die dynamischen Profile der Aufnahme, der Verteilung und des Efflux' eines Arzneistoffes im Hinblick auf die einzelne Zelle. Auf diese Weise wird die auf der Makroebene (menschlicher Körper) breit angewandte pharmakokinetische Forschung auf die Mikroebene (Zelle) übertragen.

 

Basierend auf Unterschieden zwischen sensitiven und resistenten Tumorzellen bezüglich subzellulärer Verteilung und Transport von Chemotherapeutika hat dieses Projekt zum Ziel, pharmakokinetische Modelle zu entwickeln, die eine Vorhersage der Sensitivität von Tumorzellen ermöglichen.
Zu diesem Zweck wird die subzelluläre Verteilung von Doxorubicin und Cisplatin in lebenden sensitiven und resistenten Ovarialkarzinomzellen mittels konfokaler Mikroskopie visualisiert und quantifiziert. Die Konzentrationen der Chemotherapeutika in den verschiedenen Zellkompartimenten dienen als Grundlage für die Entwicklung und den Vergleich pharmakokinetischer Modelle des intrazellulären Transports.

 

Kooperationspartner
Prof. Dr. Ralph Weissleder, Center for Systems Biology / MGH / Harvard Medical School, USA
JProf. Dr. Thorsten Lehr, Universität des Saarlandes, Deutschland

 

 

 

Single-cell pharmacokinetic modeling of drug distribution to predict cancer cell sensitivity


Pharmacokinetic modeling is frequently used to describe drug distribution inside a patient’s body, but in order to get more insight into the drug’s mode of action it can also be useful to look directly at the site of action. Single-cell pharmacokinetics employs mathematical models to describe the dynamic profiles of drug cellular uptake, distribution and efflux in single cells. In this way, pharmacokinetic research widely used at the macrolevel (human body) can be translated to the microlevel (cell).

The aim of this project is to develop subcellular pharmacokinetic models, which would enable prediction of cell sensitivity to a drug, based on differences in drug transport between sensitive and resistant cells.
For this purpose, we visualize and quantify subcellular distribution kinetics of doxorubicin and cisplatin in living sensitive and drug-resistant ovarian carcinoma cells using confocal fluorescence microscopy. Based on the drug concentrations in different cellular organelles, we intend to develop and compare pharmacokinetic models of drug trafficking in sensitive and resistant cell lines.

Collaborators
Prof. Dr. Ralph Weissleder, Center for Systems Biology / MGH / Harvard Medical School, USA
JProf. Dr. Thorsten Lehr, Saarland University, Germany

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