Beierse subsidie: Fraunhofer-instituut in Würzburg bevordert innovatieve geneesmiddelenonderzoeken met op cellen gebaseerde testsystemen

»ORINTHERA« zal met Beierse subsidie de ontwikkeling van hoog functionele weefselmodellen voor de farmaceutische industrie stimuleren. Staatssecretaris Tobias Gotthardt (midden) bij de overhandiging van de subsidiebrief ter waarde van 6 miljoen euro aan Prof. Dr. Heiko Zimmermann, directeur van het Fraunhofer IBMT, Dr. Thomas Hofmann, adjunct-directeur van het Fraunhofer ISC, Dr. Julia Neubauer, managing director van het Fraunhofer-projectcentrum Stamcelprocesstechnologie, Prof. Dr. Florian Groeber-Becker, hoofd van het Fraunhofer-Translatiecentrum voor regeneratieve therapieën (op de voorgrond van links naar rechts). © Fraunhofer ISC

Gepromotoriseerde materiaalkunde en intelligente hightech-productie - Staatssecretaris Tobias Gotthardt in het laboratorium »Materials Acceleration Platform« van het Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Batterie opnieuw denken – duurzame materialen, batterijpaspoort, Design for Recycling en hergebruik van functionele materialen – Staatssecretaris Gotthardt bezoekt de batterijproductie van het Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Communicerende materialen voor veilig omgaan met waterstof – of wat slimme deeltjes mogelijk maken – Staatssecretaris Gotthardt laat zich informeren over de vorderingen in de deeltjes technologie. © Fraunhofer ISC

Op vrijdag 13 december 2024 bezocht staatssecretaris Tobias Gotthardt van het Bayerse ministerie van Economie het Würzburger Fraunhofer-Instituut voor Silicatenonderzoek ISC en het Fraunhofer-projectcentrum voor stamcelprocesstechnologie. De afspraak was al geruime tijd vastgelegd. Nu werd deze kort tevoren nog aangevuld met een verheugend nieuwtje: de feestelijke overdracht van een subsidiecertificaat ter waarde van 6 miljoen euro, waarmee het Bayerse ministerie van Economie de uitbreiding van onderzoek naar cellulaire geavanceerde testsystemen ter verkenning van nieuwe werkstoffen en geneesmiddelen in Würzburg ondersteunt. Leidende instituten in het huidige project »ORINTHERA« zijn het Fraunhofer-instituut voor Biomedische Techniek IBMT en het ISC in Würzburg, met het gezamenlijke projectcentrum Stamcelprocesstechnologie (SPT) en het Fraunhofer-Translatiecentrum voor Regeneratieve Therapieën (TLZ) van het Fraunhofer ISC.

Klinisch en farmaceutisch onderzoek werkt continu aan nieuwe en betere therapieën voor ziekten. Maar voordat een nieuw medicijn of een nieuwe therapie als veilig en effectief kan worden aangemerkt, zijn vaak honderden tests en experimenten nodig – een tijdrovend en kostbaar proces.

Nieuwe impulsen voor farmaceutisch onderzoek

Het nieuwe onderzoeksproject »ORINTHERA« zal in de komende 5 jaar de basis leggen voor een geautomatiseerde en gestandaardiseerde productie van complexe testsystemen op basis van cellen. Staatssecretaris Tobias Gotthardt: »Door dit project versnellen we de ontwikkeling van hoogfunctionele weefselmodellen uit menselijke cellen en maken we deze veiliger. Zo kunnen nieuwe therapieën, geneesmiddelen of vaccins sneller en toch betrouwbaarder voor mensen beschikbaar worden. Daarmee versterken we de innovatieve kracht van de locatie Bayern.«

»De kern van het project zijn organoïde-achtige celkweken, die in het laboratorium in vitro – dus in een reageerbuis – uit menselijke stamcellen op speciale kunstmatige weefselfragmenten worden gekweekt, bijvoorbeeld hartspiercellen die daadwerkelijk zelf samentrekken«, legt Dr. Julia Neubauer uit, directeur van het projectcentrum SPT. De weefselfragmenten creëren een driedimensionale omgeving die door stamcellen of zogenaamde humane geïnduceerde pluripotente stamcellen (hiPS-cellen, die uit vrijwel elke rijpe cel kunnen worden geherprogrammeerd tot stamcel) kan worden gekoloniseerd. »De hieruit voortkomende driedimensionale celkweken kunnen complexe organoïde-achtige eigenschappen hebben en worden daarom aangeduid als organoïden«, voegt Prof. Dr. Florian Groeber-Becker toe van het Translatiecentrum voor Regeneratieve Therapieën van het Fraunhofer ISC.

Zo'n organoïde zou in de toekomst belangrijke testmodellen kunnen vormen voor nieuwe geneesmiddelen en de ontwikkeling van nieuwe therapieën, omdat ze direct uit menselijke cellen kunnen worden vervaardigd. Ze zouden betrouwbaardere studie-uitkomsten kunnen opleveren met betrekking tot werkzaamheid of verdraagzaamheid bij mensen dan dierproeven. Om dit mogelijk te maken, is het essentieel dat dergelijke organoïden volgens precies vastgestelde procedures worden geproduceerd. Daarnaast moeten gestandaardiseerde testvoorschriften worden ontwikkeld om betrouwbare en reproduceerbare testresultaten te verkrijgen.

Het project »ORINTHERA« moet helpen bij het ontwikkelen van dergelijke studievoorschriften en standaarden, evenals de bijbehorende geautomatiseerde procedures en materialen, zodat organoïden efficiënt kunnen worden vervaardigd en ingezet. Zo moeten ze bijvoorbeeld beter bruikbaar worden voor de farmaceutische industrie en de ontwikkeling en levering van nieuwe, veilige geneesmiddelen versnellen.

Onderzoek voor de energietransitie

Andere belangrijke punten tijdens het bezoek van staatssecretaris Gotthardt in Würzburg waren de bijdragen uit de materiaalontwikkeling van het Fraunhofer ISC aan de energietransitie, zoals batterijonderzoek en waterstoftechnologie, evenals digitalisering en ruimtevaarttechnologieën.

Het Fraunhofer Onderzoeks- en Ontwikkelingscentrum voor Elektromobiliteit Bayern van het Fraunhofer ISC bevordert als een van de belangrijkste batterijonderzoekscentra in Duitsland de ontwikkeling van nieuwe krachtige batterijmaterialen samen met de industrie. De Würzburger batterijexperts brengen daarnaast hun kennis van materialen en processen in voor het duurzame hergebruik en het resource-efficiënte, zogenaamde »directe« – dat wil zeggen functionerend behoudend – recyclen van batterijen, evenals bij de opleiding van vakbekwame medewerkers voor de batterijindustrie.

De tweede pijler voor een CO2-vrije energievoorziening moet in de toekomst waterstoftechnologie worden. Hier produceert het Fraunhofer ISC in samenwerking met de Friedrich-Alexander-Universiteit Erlangen-Nürnberg een nieuwe klasse sensorische deeltjes die een veilige omgang met waterstof mogelijk maken en eenvoudig kunnen worden ingezet. Deze »communicerende materialen« worden ook in andere toepassingsgebieden steeds interessanter, bijvoorbeeld in combinatie met digitalisering en automatisering.

Materiaalontwikkeling – van »Bio« tot »Space«

Bij het Fraunhofer ISC wordt de digitalisering en automatisering van materiaalontwikkelingsprocessen in combinatie met machinaal leren met grote kracht nagestreefd. Door dergelijke zogenaamde »materials acceleration«, dus versnelde materiaalontwikkeling, wordt in de vakwereld een revolutie in de ontdekking en optimalisatie van materialen verwacht. Door digitale modellen van materialen met gemodelleerde eigenschappen worden verbeterde duurzame materialen geautomatiseerd en robotgestuurd ontwikkeld. De syntheseprocessen worden verfijnd door machinaal leren totdat de gewenste combinatie van materiaal-eigenschappen is bereikt. Digitalisering en automatisering spelen bij het ISC ook een belangrijke rol in NewSpace-projecten zoals »NetPioneer« en »VLEO«. Samen met het EMI-instituut voor Kortdurende Dynamiek werkt men aan kosteneffectieve materialen voor ruwe omstandigheden en slimme fabricagetechnologieën voor de serieproductie van kleinsatellieten in de NewSpace-sector. Deze werkzaamheden moeten resulteren in een modulaire productiefaciliteit.

»Het instituut bereikt zo met zijn materiaalontwikkelingen een uiterst breed toepassingsgebied – letterlijk van de kleinste lichaamscel tot in de ruimte. Uniek in Bayern!« waardeerde staatssecretaris Gotthardt het werk van het Fraunhofer ISC.