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Physik: Humboldt-Forschungsstipendiatin an der HHU
Aktive Mikrogele für den intelligenten Wirkstofftransport

Die aus Indien stammende Physikerin Dr. Isha Malhotra arbeitet seit Beginn 2023 im Rahmen eines Forschungsstipendiums für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung am Institut für Theoretische Physik II der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU). Zusammen mit Prof. Dr. Hartmut Löwen will sie Mikrogele erforschen und ihre Nutzungsmöglichkeiten für die Medizin voranbringen.

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Dr. Isha Malhotra arbeitet seit Beginn 2023 als Humboldt-Forschungsstipendiat an der HHU. (Fotos: HHU / Christoph Kawan)

Dr. Malhotra interessiert sich für die Physik hinter verschiedenen biologischen Phänomenen. Sie will damit neue Materialien modellieren, die in der realen Welt Anwendung finden können. Um physikalisch-chemische Systeme zu verstehen, nutzt sie Methoden der Statistischen Physik, unter anderem Monte-Carlo- und Molekulardynamiksimulationen.

Bei ihrem Forschungsaufenthalt in Düsseldorf will sich Isha Malhotra auf das tiefere Verständnis und den Entwurf realistischer Mikrogele konzentrieren. Dieses sind Hybridpartikel, die die Eigenschaften von festen Kugeln und weichen Polymeren in sich vereinen. Sie sind quasi ‚intelligente‘ kolloidale Partikel, da sie – als Reaktion auf Veränderungen äußerer Parameter – ihre Größe, Polarisierbarkeit, Elastizität und anderes ändern können. Mikrogele sind vielversprechend für Anwendungen in der Photonik, Nanotechnologie und auch als Transporter von medizinischen Wirkstoffen – in diesem Fall nehmen die Partikel den Wirkstoff auf, umschlingen ihn und transportieren ihn zum Bestimmungsort.

Im Fokus der jetzt an der HHU startenden Arbeiten steht die gezielte Verabreichung von Arzneimitteln. Damit sollen verschiedene aktuelle Probleme überwunden werden: Den ineffizienten intrazellulären Transport – durch die Trägerstoffe sollen die Wirkstoffe schneller zu den spezifischen Andockpunkten in der Zelle gelangen; die nicht-selektive Toxizität von Chemotherapeutika – wünschenswert wäre es, wenn die Mittel nur gegen Tumorgewebe wirken; die langsame Diffusion der Wirkstoffe aus dem Blut ins Zellinnere. Dies soll durch eine optimierte Form von Mikrogelen gelöst werden: Bei verschiedenen Klassen von ihnen untersucht wird, wie effizient sie Therapeutika abgeben. So sollen ‚aktive‘ Mikrogele entwickelt werden, die Wirkstoffe in kurzer Zeit an den Zielort bringen und dort freisetzen.

Dazu Gastgeber Prof. Dr. Hartmut Löwen: „In meiner Arbeitsgruppe haben wir bereits den ersten Schritt zur Modellierung realistischer Mikrogele unternommen und arbeitet mit verschiedenen Experimentalphysikern zusammen. Mit Isha Malhotra wollen wir nun die theoretischen Ansätze auf diesem Gebiet verbessern und auch die Zusammenarbeit mit den Experimentatoren vertiefen.“

Zur Person

Isha Malhotra (geb. 1991 in Dehli) studierte Physik an der University of Dehli in Indien (Master 2014). Sie promovierte 2019 ebenfalls in Dehli, am Indian Institute of Technology, mit der Arbeit „Modeling the aggregation of patchy colloidal spheres“. Es folgten Postdoc-Aufenthalte an der University Libre de Bruxelles in Belgien und an der Iowa State University in Ames in den USA. Seit Januar 2023 arbeitet sie mit einem Forschungsstipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung am Institut für Theoretische Physik II der HHU.

Dr. Malhotra forscht auf dem Gebiet kolloidaler Teilchen. Sie will unter anderem das Phasenverhalten biologisch relevanter Einheiten und die Einflüsse verschiedener Faktoren verstehen. Im Hintergrund steht auch die Entwicklung therapeutischer Anwendungsmöglichkeiten, zum Beispiel von Mikrogelen als Wirkstofftransporter. Ihre aktuell acht Publikationen veröffentlichte sie unter anderem in Zeitschriften wie Physical Review E, Biophysical Journal und im Journal of Physics.

Humboldt-Forschungsstipendien für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung

Das Humboldt‐Forschungsstipendium steht für Forschende aller Nationen und Fachgebiete offen. Unterstützt werden überdurchschnittlich qualifizierte Postdocs bei ihren Forschungsvorhaben in Deutschland. Ihnen soll so, im Anschluss an die Promotion, der Einstieg in eine wissenschaftliche Laufbahn ermöglicht werden.

Die Stipendiatinnen und Stipendiaten können an einer von ihnen ausgewählten Forschungseinrichtung ihr persönliches Forschungsvorhaben durchführen. Die maximal 24 Monate währende Förderung umfasst ein monatliches Stipendium, Reisekostenzuschüsse und individuelle Förderleistungen. Darüber hinaus kann das gastgebende Institut Forschungskostenzuschüsse erhalten.

Weitere Informationen: Seiten der Humboldt-Stiftung

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Kategorie/n: Schlagzeilen, Pressemeldungen, Math.-Nat.-Fak.-Aktuell
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Zusammen mit Gastgeber Prof. Dr. Hartmut Löwen vom Institut der Theoretische Physik II will Dr. Malhotra an Mikrogelen für medizinische Anwendungen arbeiten.

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