Next Generation Therapies

In den letzten Jahren erlebt die Medizin einen Wandel hin zu innovativen, patientenorientierten Therapien. Besonders Stammzellen sind für die personalisierte Medizin von großer Bedeutung und werden daher intensiv untersucht. Darüber hinaus erschließt die Verfügbarkeit molekularbiologischer Werkzeuge wie die CRISPR/Cas-Genomeditierung neue Möglichkeiten. Mit der zunehmenden Anwendung von patientenbasierten Zellen als Therapeutika oder Modelle für die Forschung wächst der Bedarf an hochwertigem Zellmaterial kontinuierlich. Die Herstellung dieser Produkte unterliegt oft großen Chargenschwankungen, ist zeitaufwendig und muss von gut ausgebildeten Personal durchgeführt werden. Um den klinischen Anforderungen gerecht zu werden, ist es daher unerlässlich reproduzierbare und robuste Fertigungsprozesse zu entwickeln.

Automatisierte Stammzellproduktion im Bioreaktor für die regenerative Medizin

Stammzellbasierte Verfahren rücken zunehmend in den Fokus der Erforschung von Therapien für bisher schwer behandelbare oder unheilbare Erkrankungen. Entsprechende Anwendungen erfordern hohe Zellzahlen und unterliegen besonders strengen regulatorischen Anforderungen. Existierende Methoden zur Kultivierung von Stammzellen für Forschungszwecke sind mit einem hohen Maß an manueller Arbeit verbunden und auf kleine Zellmengen ausgelegt.
Um mesenchymale Stammzellen (MSC) in hinreichendem Maßstab für regenerative medizinische Anwendungen produzieren zu können, wurde im Rahmen des Forschungsprojekts »Autostem« eine automatisierte Produktionsplattform entwickelt. Die Anlage isoliert zuverlässig MSC aus steril eingeschleusten Knochenmarkproben und vermehrt diese im Bioreaktor. Da alle Arbeitsschritte ohne menschliches Eingreifen auskommen, sind die Risiken von Fehlern und Kontaminationen besonders gering. Das modulare System verfügt über Einrichtungen zur Echtzeit-Prozesskontrolle sowie zur Überwachung der Zellqualität, welche über die Anlagensoftware koordiniert werden.
Die Produktionsplattform liefert MSC-Flüssigkulturen im Litermaßstab und besitzt mit der integrierten engmaschigen Qualitätskontrolle entscheidende Voraussetzungen für die klinische Anwendung. Die im Forschungsprojekt »Autostem« gewonnenen Erkenntnisse sind damit richtungsweisend für die Entwicklung von Strategien zur kosteneffizienten Produktion therapeutischer Zellkulturen und rücken innovative stammzellbasierte Therapieansätze näher in Richtung der flächendeckenden Etablierung.

Stammzellbasierte Testsysteme für die personalisierte Pharmakotherapie

Die individualisierte Pharmakotherapie gewinnt im Rahmen der voranschreitenden Personalisierung von medizinischer Versorgung zunehmend an Stellenwert. Auswahl und Dosierung von Wirkstoffen im Hinblick auf Wirksamkeit und Verträglichkeit erfolgen üblicherweise auf Basis der klinischen Befunde oder mittels genetischer Screenings. Wirkstoffuntersuchungen mit patienteneigenen Zellen eröffnen völlig neue Möglichkeiten in der maßgeschneiderten Therapie.
Im Projekt »StemCellFactory III« werden mittels induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSC) zelluläre Testsysteme für die personalisierte Pharmakotherapie im Bereich neuropsychiatrische Erkrankungen entwickelt. Bereits in den ersten beiden Förderphasen der »StemCellFactory« wurde das Verfahren der Reprogrammierung von ausdifferenzierten Patientenzellen zu iPSC erfolgreich automatisiert. Im aktuellen Projekt wird die Integration von Genome Editing mittels CRISPR/Cas9 in den Prozess angestrebt, sodass genetische Einflüsse auf zelluläre Krankheitsprozesse untersucht werden können. Die erzeugten iPSC können gezielt in Nervenzellen differenziert und zu hirngewebeähnlichen Organoiden aggregiert werden. Die Erarbeitung von Testverfahren zur Nutzung dieser Organoide in der personalisierten Medikationsplanung und -entwicklung ist eines der Hauptziele der aktuellen Förderungsphase.

EVPRO

Extrazelluläre Vesikel in Beschichtung für Hüftprothesen hemmen aseptische Entzündungsreaktionen

Projektlaufzeit: Januar 2019 – Dezember 2022

Förderung: Europäische Union – Horizon 2020

 

Fertigungsverfahren
Tissue Engineering

Beim Tissue Engineering treffen Biologie und Technik zusammen, mit dem Ziel, anhand von in-vitro erzeugten Gewebezellen Krankheiten zu heilen und die natürliche Wundheilung bei Traumata zu unterstützen.