Unsere Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung und Anwendung von Substanzen zur Therapie von Tumoren. Abgestimmte Paare von Radionukliden, die einerseits aus Positronen- oder Gamma-Emittern und andererseits aus Beta-Emittern bestehen, können sowohl für die Bildgebung als auch für die Therapie von Tumoren mit demselben zugrundeliegenden Targeting-Molekül verwendet werden (Theranostics). Basierend auf der Applikation des diagnostischen Radionuklids kann eine individualisierte, patientenspezifische interne Strahlendosis präzise bestimmt und dann durch zielgerichtete interne Bestrahlung mit dem entsprechenden therapeutischen Radionuklid angewendet werden. Das erfolgt entweder allein oder in Kombination mit externer Bestrahlung oder anderen therapeutischen Ansätzen einschließlich der Chemo- oder Immuntherapie.

Für die Entwicklung vielseitiger Kombinationen von geeigneten Targeting-Strategien und radiomarkierten Verbindungen, die strukturell auf Antikörpern, deren Fragmenten, Peptiden, kleinen Molekülen oder Nanopartikeln beruhen, sind eine Reihe von (radio)chemischen, immunologischen und (radio)pharmakologischen Untersuchungen notwendig.

Entsprechend der breit gefächerten Aufgabenstellung wird Spezialwissen aus verschiedenen Fachgebieten der Chemie eingebracht. Das sind vor allem die Organische Chemie, Koordinationschemie, Radiochemie, Biochemie und Pharmazeutische Chemie.

Die Arbeiten erfolgen innerhalb des Instituts in enger Kooperation mit der Abteilung Radiopharmazeutische und Chemische Biologie; extern in Zusammenarbeit vorrangig mit der TU Dresden.

Forschungsthemen

• Molekulare Metallchelate
• Nanoskalige Systeme
• Therapeutische Alpha-Emitter
• Präklinische Charakterisierung von Radiokonjugaten
• Zyklotronbasierte Herstellung von Radiometallnukliden
• Entwicklung von Radiometalltheranostika auf der Basis von beispielsweise Proteinen, Peptiden, Oligonukleotiden und nanoskaligen Systemen
• Weiterentwicklung und Nutzung "robuster", radiolytisch und metabolisch stabiler Komplexbildner für Therapienuklide wie ⁶⁷Cu, ⁹⁰Y, ^186/188Re und ^197(m)Hg und für metallische PET-Nuklide (⁶⁴Cu, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr)
• Methodische Arbeiten zur Herstellung therapeutischer und nichtkonventioneller PET-Radionuklide (⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁸⁶Y, ⁸⁹Zr)
• Anwendungsbezogene Arbeiten zur organischen Synthesechemie radiopharmazeutisch relevanter Verbindungen
• Radiopharmazeutische Behandlung von Krebs: Strategie des Tumor-Pretargeting
• Radiopharmazeutische Behnadlung von Krebs: Entwicklung nmeuartiger Peptid- bzw. Antikörper-basierter Theranostika

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Our work focuses on the development and application of compounds for therapy of tumors. Matched pairs of radionuclides consisting on the one hand of either (i) positron- or gamma-emitters or on the other hand of (ii) beta-emitters can be used for both imaging and therapy of tumors with the same underlying targeting molecule (theranostics). Based on the application of the diagnostic radionuclide an individualized patient-specific internal radiation dose can be predicted precisely and then applied by directed internal irradiation using the corresponding therapeutic radionuclide either alone or in combination with external beam irradiation or other therapeutic approaches including chemo- or immunotherapy.

Obviously, a series of (radio-)chemical, immunological and (radio)pharmacological research is necessary for the development and finally for the translation into the clinic of versatile combinations of appropriate targeting strategies and compounds structurally based on antibodies, fragments thereof, peptides, small molecules or nanoparticles labeled with the respective adequate radionuclide(s).

In accordance with the wide-ranging task, special knowledge from various disciplines of chemistry is introduced. These are mainly organic chemistry, coordination chemistry, radiochemistry, biochemistry and pharmaceutical chemistry. The work is carried out within the institute in close cooperation with the Department of Radiopharmaceutical and Chemical Biology, extern in cooperation with the TU Dresden.

Research Topics

• Molecular Metal Chelates
• Nanoscalic Systems
• Therapeutic Alpha-Emitters
• Preclinical Characterization of Radioconjugates
• Cyclotron-based Production of Radiometalnuclides
• Development of radiometallic therapeutics based on, for example, proteins, peptides, oligonucleotides and nanoscalic systems
• Development and use of "robust", radiolytic and metabolically stable complexing agents for both therapeutic radionuclides such as ⁶⁷Cu, ⁹⁰Y, ^186/188Re and  ^197(m)Hg and for metallic PET nuclides (⁶⁴Cu, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr)
• Methodical work for the preparation of therapeutic and non-conventional PET radionuclides (⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁸⁶Y, ⁸⁹Zr)
• Application-related work on the organic synthesis chemistry of radiopharmaceutically relevant compounds
• Radiopharmaceutical Treatment of Cancer: Strategy of Tumor-Pretargeting
• Radiopharmaceutical Treatment of Cancer: Development of novel peptide- and antibody-based theranostics