Bavorské financování: Fraunhoferův ústav ve Würzburgu podporuje inovativní výzkum léčiv s pomocí buněčných testovacích systémů

»ORINTHERA« s bavorským financováním podpoří vývoj vysoce funkčních modelů tkání pro farmaceutický průmysl. Státní tajemník Tobias Gotthardt (uprostřed) při předání dotačního rozhodnutí ve výši 6 milionů eur profesorovi Dr. Heiku Zimmermannovi, řediteli Institutu Fraunhofer IBMT, Dr. Thomasu Hofmannovi, zástupci ředitele Institutu Fraunhofer ISC, Dr. Julia Neubauer, výkonné ředitelce Fraunhoferova Projektového centra pro techniku kmenových buněk, profesorovi Dr. Florianu Groeber-Beckerovi, vedoucímu Fraunhoferova Translačního centra pro regenerativní terapie (v popředí zleva doprava). © Fraunhofer ISC

Digitalizovaný vývoj materiálů a inteligentní výroba high-tech - státní tajemník Tobias Gotthardt v laboratoři »Materials Acceleration Platform« Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Nové myšlení o bateriích – udržitelné materiály, průkaz baterie, Design pro recyklaci a opětovné použití funkčních materiálů – státní tajemník Gotthardt navštívil výrobnu baterií Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Komunikující materiály pro bezpečné zacházení s vodíkem – nebo co umožňují chytré částice – státní tajemník Gotthardt se informuje o pokroku v technologii částic. © Fraunhofer ISC

V pátek 13. prosince 2024 navštívil státní tajemník Tobias Gotthardt z bavorského ministerstva hospodářství Úřad pro výzkum a vývoj Fraunhofer v Würzburgu a Fraunhoferovo projektové centrum pro techniku kmenových buněk. Termín byl již dlouhou dobu pevně stanoven. Nyní byl krátce před tím ještě doplněn o radostnou novinku: slavnostní předání podpůrného rozhodnutí ve výši 6 milionů eur, kterým bavorský ministr hospodářství podporuje rozšíření výzkumu na zcela nových testovacích systémech založených na buňkách pro výzkum nových účinných látek a léků ve Würzburgu. Hlavními aktéry v aktuálním projektu »ORINTHERA« jsou dvě Fraunhoferova ústavy – IBMT pro biomedicínskou techniku a ISC pro sklařský výzkum ve Würzburgu – s společným projekčním centrem pro techniku kmenových buněk (SPT) a Fraunhoferovým translačním centrem pro regenerativní terapie (TLZ) Fraunhofer ISC.

Klinický a farmaceutický výzkum neustále pracuje na nových a lepších terapiích pro nemoci. Ale než může být nový lék nebo terapie označena za bezpečnou a účinnou, je často potřeba stovky testů a pokusů – časově náročný a nákladný proces.

Nové impulzy pro farmaceutický výzkum

Nový výzkumný projekt »ORINTHERA« během příštích 5 let nastaví směr pro automatizovanou a standardizovanou výrobu složitých testovacích systémů založených na buňkách. Státní tajemník hospodářství Tobias Gotthardt: »Díky tomuto projektu urychlíme vývoj vysoce funkčních modelů tkání z lidských buněk a učiníme je bezpečnějšími. Tím budou nové terapie, léky nebo vakcíny dostupnější rychleji a přitom spolehlivěji pro lidi. Tím posilujeme výkonnostní inovační potenciál Bavorska.«

„Jádrem projektu jsou organoidi – organoidi jsou kultury buněk podobné orgánům, které se v laboratoři in vitro – tedy v zkumavce – vytvářejí z lidských kmenových buněk na speciálních umělých tkáňových strukturách, například srdeční svalové buňky, které se skutečně samy stahují,“ vysvětluje Dr. Julia Neubauer, ředitelka projektového centra SPT. Tato tkáňová struktura vytváří trojrozměrné prostředí, které může být osídleno kmenovými buňkami nebo takzvanými lidskými indukovanými pluripotentními kmenovými buňkami (hiPS buňky, které jsou z téměř libovolných zralých buněk přeprogramovány na kmenové buňky). „Z nich vznikají trojrozměrné kultury buněk, které mohou mít složité vlastnosti podobné orgánům, a proto se nazývají organoidy,“ doplňuje Prof. Dr. Florian Groeber-Becker z Translačního centra pro regenerativní terapie Fraunhofer ISC.

Takové organoidy by mohly v budoucnu představovat důležité testovací modely pro nové léky a vývoj nových terapií, protože je lze přímo vyrábět z lidských buněk. Mohly by poskytnout přesvědčivější výsledky studií z hlediska účinnosti nebo snášenlivosti u lidí než pokusy na zvířatech. Aby bylo možné toto uskutečnit, je nezbytné, aby byly takové organoidy vyráběny podle přesně stanovených postupů. Navíc je nutné vyvinout odpovídající standardizované testovací předpisy, aby bylo možné získat spolehlivé a reprodukovatelné výsledky.

Projekt »ORINTHERA« má pomoci vyvinout takové testovací předpisy a standardy, stejně jako související automatizované postupy a materiály, aby bylo možné organoidy efektivně vyrábět a používat. Například by mohly být lépe využitelné v farmaceutickém průmyslu a urychlit vývoj a dodávky nových bezpečných léků.

Výzkum pro energetickou transformaci

Dalšími hlavními body při návštěvě státního tajemníka Gottharda ve Würzburgu byly příspěvky z materiálového vývoje Fraunhofer ISC k tématům energetické transformace, výzkumu baterií a technologie vodíku, stejně jako digitalizace a kosmických technologií.

Fraunhoferovo výzkumné a vývojové centrum elektromobility Bavorsko Fraunhofer ISC jako jedno z nejvýznamnějších výzkumných center baterií v Německu posouvá vývoj nových výkonných bateriových materiálů společně s průmyslem. Würzburgští odborníci na baterie přispívají svými znalostmi o materiálech a procesech také k udržitelnému opětovnému využívání a šetrnému recyklování baterií, což je takzvané »přímé« – tedy funkčně zachovávající – recyklování, a k vzdělávání odborníků pro bateriový průmysl.

Druhou pilířem pro bezuhlíkovou energetickou budoucnost by měly být technologie vodíku. V tomto směru Fraunhofer ISC ve spolupráci s Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vyrábí novou třídu senzorických částic, které umožňují bezpečné zacházení s vodíkem a snadné použití. Takové »komunikující materiály« se stále více uplatňují i v jiných oblastech, například v kombinaci s digitalizací a automatizací.

Vývoj materiálů – od »Bio« po »Space«

Ve Fraunhofer ISC se intenzivně věnuje digitalizaci a automatizaci procesů vývoje materiálů v kombinaci s umělou inteligencí. Díky takzvanému »materials acceleration«, tedy urychlenému vývoji materiálů, očekává odborná veřejnost revoluci v objevování a optimalizaci materiálů. Pomocí digitálních modelů materiálů s modelovanými vlastnostmi jsou automaticky a roboticky vyvíjeny vylepšené udržitelné materiály. Syntetické procesy jsou zdokonalovány pomocí strojového učení, dokud není dosaženo požadované kombinace vlastností materiálu. Digitalizace a automatizace hraje v ISC důležitou roli také v projektech NewSpace, jako jsou »NetPioneer« a »VLEO«. Společně s Fraunhoferovým institutem EMI pracují na nákladově efektivních materiálech pro drsné podmínky a chytrých výrobních technologiích pro sériovou výrobu malých satelitů v rámci projektu NewSpace. Tyto práce mají vyústit v modulární výrobní závod.

„Institut tímto svými vývoji materiálů dosahuje extrémně širokého spektra použití – doslova od nejmenší tělesné buňky až po vesmír. Unikátní v Bavorsku!“ ocenil státní tajemník Gotthardt práci Fraunhofer ISC.