Ausbau zukunftsweisender zellbasierter Testsysteme: Erforschung neuer Wirkstoffe und Arzneimittel im Projekt »ORINTHERA«

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Klinische und pharmazeutische Forschung arbeiten kontinuierlich an neuen
und besseren Therapien für Krankheiten. Doch bevor ein neues Medikament
oder eine neue Therapie als sicher und wirksam eingestuft werden kann,
sind oft Hunderte von Tests und Versuchen nötig – ein zeitaufwändiger und
teurer Prozess.

Am 13. Dezember 2024 besuchte Staatssekretär Tobias
Gotthardt aus dem bayerischen Wirtschaftsministerium das Würzburger
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC und das Fraunhofer-
Projektzentrum für Stammzellprozesstechnik SPT, ein gemeinsames Zentrum
des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT und des
Fraunhofer ISC.

Der schon seit längerem geplante Besuch, der in Anwesenheit der
Institutsleitungen beider beteiligter Fraunhofer-Institute IBMT und ISC
stattfand, konnte nun auf einen aktuellen Anlass verweisen. Das bayerische
Wirtschaftsministerium fördert den sich in Würzburg etablierenden
biomedizinischen Schwerpunkt mit 6 Mio. Euro für den Ausbau der Forschung
im Bereich zukunftsweisender zellbasierter Testsysteme zur Erforschung
neuer Wirkstoffe und Arzneimittel. Federführend im aktuellen Projekt
»ORINTHERA« sind die beiden Fraunhofer-Institute IBMT und ISC in Würzburg
mit dem gemeinsamen Projektzentrum für Stammzellprozesstechnik SPT und dem
Fraunhofer-Translationszentrum für Regenerative Therapien TLZ des
Fraunhofer ISC.

Neue Impulse für die Pharmaforschung

Das neue Forschungsprojekt »ORINTHERA« wird in den nächsten 5 Jahren die
Weichen für eine automatisierte und standardisierte Produktion von
zellbasierten komplexen Testsystemen stellen. Wirtschaftsstaatssekretär
Tobias Gotthardt: »Durch das Projekt beschleunigen wir die Entwicklung
hoch funktioneller Gewebemodelle aus menschlichen Zellen und machen diese
sicherer. Damit können neue Therapien, Arzneimittel oder auch Impfstoffe
schneller und trotzdem zuverlässiger für die Menschen verfügbar gemacht
werden. Damit stärken wir den leistungsfähigen Innovationsstandort
Bayern«.

»Kern des Projekts sind organähnliche Zellkulturen, die im Labor in vitro
– also im Reagenzglas – aus menschlichen induzierten Stammzellen auf
speziellen künstlichen Gewebestrukturen erzeugt werden, z. B.
Herzmuskelzellen, die sich tatsächlich selbsttätig zusammenziehen«,
erläutert Dr. Julia Neubauer, Geschäftsführerin des Projektzentrums SPT.
Die Gewebestrukturen schaffen eine dreidimensionale Umgebung, die von
Stammzellen oder sogenannten humanen induzierten pluripotenten Stammzellen
(hiPS-Zellen, die aus nahezu beliebigen reifen Zellen zu Stammzellen
umprogrammiert werden) besiedelt werden kann. »Die daraus entstehenden
dreidimensionalen Zellkulturen können komplexe organartige Eigenschaften
haben und werden deshalb als »Organoide« bezeichnet«, ergänzt Prof. Dr.
Florian Groeber-Becker vom Translationszentrum für Regenerative Therapien
am Fraunhofer ISC.

Solche Organoide könnten in Zukunft wichtige Testmodelle für neue
Arzneimittel und die Entwicklung neuer Therapien sein, da sie direkt aus
menschlichen Zellen hergestellt werden können und aussagekräftigere
Studienergebnisse im Hinblick auf Wirksamkeit oder Verträglichkeit beim
Menschen liefern als Tierversuche. Damit dies möglich wird, ist es
zwingend notwendig, dass solche Organoide nach genau festgelegten
Verfahren hergestellt werden. Außerdem müssen entsprechend standardisierte
Testvorschriften entwickelt werden, um zuverlässige und reproduzierbare
Testergebnisse zu erhalten.

Das Projekt »ORINTHERA« soll helfen, solche Studienvorschriften und
Standards sowie die zugehörigen automatisierten Verfahren und die
Materialien zu entwickeln, um Organoide effizient herstellen und einsetzen
zu können. So sollen sie z. B. für die Arzneimittelindustrie besser
nutzbar werden und die Entwicklung und Bereitstellung neuer sicherer
Medikamente beschleunigen.