Chemikalienprüfung für eine sichere und nachhaltige Zukunft - EU-Projekt TOXBOX erreicht 18-Monats-Meilenstein

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TOXBOX, eine im Rahmen von Horizont Europa geförderte
Forschungsinitiative, hat erfolgreich die ersten 18 Monate ihrer
vierjährigen Laufzeit abgeschlossen. Mit 16 Partnern aus 10 Ländern
entwickelt das Projekt eine innovative, modulare „Plug-and-
Play“-Plattform, die moderne Testsysteme mit leistungsstarken in silico-
Modellen kombiniert – und das vollständig im Einklang mit dem EU-Ansatz
des „Safe and Sustainable by Design“ (SSbD).

Ziel von TOXBOX ist es, die Toxizitätsbewertung von Chemikalien
grundlegend zu verändern – mit einer All-in-One-Plattform, die
hochdurchsatzfähige, lebenszyklusumfassende Testdaten liefert. Dies soll
die Abhängigkeit von Tierversuchen verringern und eine sichere, schnellere
Entwicklung von Chemikalien und Materialien ermöglichen. Die Plattform
wird Folgendes umfassen:

•       Organoid-on-a-Chip-Modelle für Haut, Lunge, Leber und Immunsystem
•       Echtzeitfähige, nicht-invasive Sensorik und Überwachung
•       KI-gestützte in silico-Modelle zur toxikologischen Vorhersage

Aufbauend auf dem früheren H2020-Projekt PANBioRA erweitert TOXBOX die
Grenzen alternativer Testmethoden, indem es menschliche und umweltbezogene
Risikobewertung in einem System zusammenführt. Das Projekt läuft von
Januar 2024 bis Dezember 2027.

Das Steinbeis Europa Zentrum ist der administrative Koordinator des
Projekts und arbeitet eng mit Spartha Medical, dem wissenschaftlichen
Koordinator, zusammen. Darüber hinaus ist es federführend verantwortlich
für die Entwicklung und Umsetzung der Kommunikations- und
Veröffentlichungsstrategie sowie für die Definition der
Verwertungsstrategie für das Projekt und unterstützt die Verwaltung des
geistigen Eigentums.

Ergebnisse nach den ersten 18 Monaten
Nach Abschluss der ersten Projektphase hat TOXBOX wichtige technische und
kollaborative Meilensteine erreicht:
Wissenschaftlicher und technischer Fortschritt:

•       Validierung von Koexpositionsprotokollen und toxikologischen
Bewertungen mit ausgewählten Referenzmaterialien
•       Entwicklung von Prototyp-Chips für modulare Toxizitätstests
•       Entwicklung neuer mikrofluidischer Architekturen in integrierten
Chip-Designs für Haut-, Lunge- und Leber-on-a-chip-Systeme.
•       Entwicklung transgener Zebrafischlinien und von Organoidmodellen
(Haut, Lunge, Leber, Immunzellen)
•       Entwurf eines vorläufigen CAD-Modells und einer Benutzeroberfläche
für das Gesamtsystem
•       Veröffentlichung einer neuen Methode für Fütterungstests bei
Daphniden (NAM Journal)

Zusammenarbeit und Community Engagement:

TOXBOX hat in den ersten 18 Monaten sowohl intern als auch extern eine
starke Zusammenarbeit aufgebaut. Konsortialtreffen in Straßburg,
Frankreich (Kick-Off im Januar 2024), Kragujevac, Serbien (Juni 2024) und
Grenoble, Frankreich (Januar 2025) stärkten die interdisziplinäre
Kooperation und Projektabstimmung. Darüber hinaus wurde TOXBOX auf
mehreren internationalen Veranstaltungen präsentiert, darunter u.a. der
World Biomaterial‘s Congress, die Material‘s Week, Compamed & Medica, MPS
World Summit, 360 Grand Est und Vivatech 2025.

Das Projekt ist außerdem dem EU Network for Safety and sustainability of
Chemicals and materials (NSC) beigetreten und unterstreicht damit sein
Engagement für sichere Nanomaterialien. Kooperationen mit verwandten
Horizont-Europa-Projekten wie CheMatSustain, CHIASMA und SSbD4CheM wurden
initiiert und laufen derzeit. Zudem wurde ein erster Kontakt zum Joint
Research Centre (JRC) aufgenommen, um eine zukünftige Zusammenarbeit und
Anpassung an die regulatorischen Entwicklungen der EU zu prüfen.

Eine weitere wichtige Errungenschaft ist die kürzlich erfolgte
Veröffentlichung des TOXBOX-Projektvideos, das eine prägnante und
ansprechende Einführung in die Motivation, die Technologien und die
erwarteten Auswirkungen des Projekts bietet. Das Video ist auf der TOXBOX
Website und dem YouTube Kanal verfügbar.

Das Review-Meeting mit der Europäischen Kommission zum Abschluss der
ersten Projektphase findet im September 2025 am Karlsruher Institut für
Technologie (KIT) statt und wird die Weichen für die zweite Projektphase
stellen.

Ausblick
TOXBOX startet nun in die entscheidende Validierungsphase. Die entwickelte
Plattform wird in realen Laborumgebungen getestet und weiter optimiert.

Die nächsten Schritte im Projekt beinhalten:

•       Test der entwickelten Chips
•       Laborübergreifende Tests der Plattformmodule an verschiedenen
Partnerstandorten
•       Validierung der integrierten in vitro und in silico Modelle
•       Anwendung der Plattform auf wichtige Chemikaliengruppen (z.B.
Nanopartikel, Metallionen, Biozide)
•       Durchführung einer vollständigen Lebenszyklusanalyse (LCA) zur
Überprüfung der SSbD-Konformität
•       Beiträge zu europäischen Regulierungs- und
Standardisierungsprozessen

TOXBOX Konsortium
Das TOXBOX-Projekt bringt 16 Partner aus 10 Ländern zusammen, die über
fundiertes Fachwissen in den Bereichen Toxikologie, Biomedizintechnik,
Umweltwissenschaften, Regulierungsfragen und industrielle Innovation
verfügen:
Steinbeis europa Zentrum/ Steinbeis 2i GmbH, Spartha Medical, Commissariat
à l’Énergie Atomique et aux Energies Alternatives, Agencia Estatal Consejo
Superior de Investigaciones Cientificas, Steinbeis Advanced Risk
Technologies Institute do Kragujevac, Dolmen Design and Innovation Ltd,
Dublin City University, Karlsruher Institut für Technologie, Aquamonitrix
Ltd, Preste, Kemijski Institut, Fundacion Tekniker, Betthera s.r.o.,
Agence Nationale de la Sécurité Sanitaire de l’Alimentation de
l’Environnement et du Travail, Eidgenössische Materialprüfungs- und
Forschungsanstalt, University of Nottingham.