Bawarskie wsparcie: Instytut Fraunhofer w Würzburgu promuje innowacyjne badania nad lekami za pomocą systemów testowych opartych na komórkach

»ORINTHERA« będzie wspierane przez bawarskie fundusze w rozwijaniu wysoce funkcjonalnych modeli tkanek dla przemysłu farmaceutycznego. Sekretarz stanu Tobias Gotthardt (środek) podczas przekazania decyzji o dofinansowaniu w wysokości 6 mln euro prof. Dr. Heiko Zimmermannowi, dyrektorowi Instytutu Fraunhofer IBMT, Dr. Thomasowi Hofmannowi, zastępcy dyrektora Instytutu Fraunhofer ISC, Dr. Julii Neubauer, dyrektor generalnej Fraunhofer-Projektzentrums Stammzellprozesstechnik, prof. Dr. Florianowi Groeber-Beckerowi, kierownikowi Fraunhofer-Translational Center for Regenerative Therapies (na pierwszym planie od lewej do prawej). © Fraunhofer ISC

Zdigitalizowany rozwój materiałów i inteligentna produkcja wysokich technologii - Sekretarz stanu Tobias Gotthardt w laboratorium „Materials Acceleration Platform” Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Nowe myślenie o bateriach – materiały zrównoważone, paszport baterii, projektowanie do recyklingu i ponowne użycie materiałów funkcjonalnych – sekretarz stanu Gotthardt odwiedza fabrykę baterii Fraunhofer ISC. © Fraunhofer ISC

Materiały komunikujące się dla bezpiecznego obchodzenia się z wodorem – lub co umożliwiają sprytne cząstki – Sekretarz Stanu Gotthardt jest informowany o postępach w technologii cząstek. © Fraunhofer ISC

W piątek, 13 grudnia 2024 roku, sekretarz stanu Tobias Gotthardt z Bawarskiego Ministerstwa Gospodarki odwiedził Würzburger Instytut Fraunhofera ds. Badań nad Szkliwem ISC oraz Centrum Projektowe Fraunhofera ds. Technologii Komórek Macierzystych. Termin był już od pewnego czasu ustalony. Teraz został on jeszcze krótkoterminowo uzupełniony o radosną nowość: uroczyste przekazanie decyzji o dofinansowaniu w wysokości 6 mln euro, dzięki której Bawarskie Ministerstwo Gospodarki wspiera rozwój badań nad zaawansowanymi systemami testowymi opartymi na komórkach, służącymi do badania nowych substancji czynnych i leków we Würzburgu. Wiodącymi instytutami w aktualnym projekcie »ORINTHERA« są dwa instytuty Fraunhofera: Biomedizinische Technik IBMT oraz Silicatforschung ISC we Würzburgu, z wspólnym Centrum Projektowym Technologii Komórek Macierzystych (SPT) oraz Centrum Translacyjne Fraunhofera ds. Terapii Regeneracyjnych (TLZ) należące do Fraunhofera ISC.

Badania kliniczne i farmaceutyczne nieustannie pracują nad nowymi i lepszymi terapiami na choroby. Jednak zanim nowy lek lub terapia zostaną uznane za bezpieczne i skuteczne, często konieczne jest przeprowadzenie setek testów i prób — jest to czasochłonny i kosztowny proces.

Nowe impulsy dla badań farmaceutycznych

Nowy projekt badawczy »ORINTHERA« w ciągu najbliższych 5 lat wyznaczy kierunki dla zautomatyzowanej i standaryzowanej produkcji złożonych systemów testowych opartych na komórkach. Sekretarz stanu ds. gospodarki Tobias Gotthardt: »Dzięki temu projektowi przyspieszamy rozwój wysoce funkcjonalnych modeli tkanek z ludzkich komórek i czynimy je bezpieczniejszymi. Pozwala to na szybsze i bardziej niezawodne udostępnianie nowych terapii, leków czy szczepionek dla ludzi. W ten sposób wzmacniamy konkurencyjność innowacyjnego regionu Bawarii.«

»Sednem projektu są organoidalne kultury komórkowe, które w laboratorium in vitro — czyli w probówce — są tworzone z ludzkich komórek macierzystych na specjalnych sztucznych strukturach tkankowych, np. komórkach mięśnia sercowego, które rzeczywiście same się kurczą«, wyjaśnia dr Julia Neubauer, dyrektor Centrum Projektowego SPT. Struktury tkankowe tworzą trójwymiarowe środowisko, które może być zasiedlane przez komórki macierzyste lub tzw. ludzkie indukowane pluripotentne komórki macierzyste (hiPS, które są programowane z niemal dowolnych dojrzałych komórek do komórek macierzystych). »Powstałe w ten sposób trójwymiarowe kultury komórkowe mogą mieć złożone właściwości organopodobne i dlatego nazywane są organoidami«, dodaje prof. dr Florian Groeber-Becker z Centrum Translacyjnego ds. Terapii Regeneracyjnych we Fraunhofer ISC.

Takie organoidy mogą w przyszłości stanowić ważne modele testowe dla nowych leków i rozwoju nowych terapii, ponieważ mogą być bezpośrednio wytwarzane z ludzkich komórek. Mogłyby dostarczać bardziej wiarygodnych wyników badań pod kątem skuteczności lub tolerancji u ludzi niż testy na zwierzętach. Aby to było możliwe, konieczne jest dokładne określenie procedur ich wytwarzania. Ponadto należy opracować odpowiednie, standaryzowane przepisy testowe, aby uzyskać wiarygodne i powtarzalne wyniki badań.

Projekt »ORINTHERA« ma pomóc w opracowaniu takich przepisów i standardów badawczych, a także powiązanych z nimi zautomatyzowanych procedur i materiałów, aby móc skutecznie wytwarzać i wykorzystywać organoidy. Na przykład, mają one lepiej służyć przemysłowi farmaceutycznemu i przyspieszyć rozwój oraz dostarczanie nowych, bezpieczniejszych leków.

Badania na rzecz transformacji energetycznej

Kolejne punkty wizyty sekretarza stanu Gottharda we Würzburgu to równie ważne wkłady z zakresu rozwoju materiałów w ramach badań nad transformacją energetyczną, realizowane przez Fraunhofer ISC, obejmujące badania nad bateriami i technologią wodoru, a także nad cyfryzacją i technologiami kosmicznymi.

Fraunhofer Zentrum Elektromobilität Bayern we Fraunhofer ISC, będące jednym z najważniejszych ośrodków badawczych nad bateriami w Niemczech, rozwija wspólnie z przemysłem nowe, wydajne materiały baterii. Eksperci z Würzburga wnoszą swoją wiedzę na temat materiałów i procesów do zrównoważonego recyklingu baterii oraz ich oszczędnego w zasoby, tzw. »bezpośredniego« — czyli zachowującego funkcje — recyklingu, a także do szkolenia specjalistów dla przemysłu baterii.

Drugim filarem dla energii bez emisji CO2 mają być w przyszłości technologie wodoru. W tym celu Fraunhofer ISC we współpracy z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg opracowuje nową klasę czujnych cząstek, które umożliwią bezpieczne obchodzenie się z wodorem i będą łatwe w użyciu. Takie »komunikujące się materiały« stają się coraz bardziej interesujące także w innych dziedzinach, np. w połączeniu z cyfryzacją i automatyzacją.

Rozwój materiałów — od »Bio« do »Space«

Fraunhofer ISC intensywnie pracuje nad cyfryzacją i automatyzacją procesów rozwoju materiałów w połączeniu z uczeniem maszynowym. Dzięki tak zwanym »przyspieszaczom materiałowym«, czyli przyspieszonej metodzie odkrywania i optymalizacji materiałów, w środowisku fachowym oczekuje się rewolucji w dziedzinie odkrywania i doskonalenia materiałów. Dzięki cyfrowym modelom materiałów z symulowanymi właściwościami, rozwijane są zautomatyzowane i robotyzowane metody tworzenia lepszych, zrównoważonych materiałów. Procesy syntezy są udoskonalane przez uczenie maszynowe, aż osiągnięte zostaną pożądane właściwości materiałów. Cyfryzacja i automatyzacja odgrywają również ważną rolę w projektach NewSpace, takich jak »NetPioneer« i »VLEO«. Wspólnie z Instytutem Fraunhofera ds. Dźwięku i Wibracji EMI pracuje się nad tanimi materiałami na trudne warunki i inteligentnymi technologiami produkcji do seryjnej produkcji małych satelitów w ramach projektu NewSpace. Prace te mają znaleźć swoje odzwierciedlenie w modułowej fabryce produkcyjnej.

»Instytut osiąga dzięki swoim rozwinięciom materiałowym niezwykle szeroki zakres zastosowań — dosłownie od najmniejszej komórki ciała po przestrzeń kosmiczną. Unikalne w Bawarii!« — ocenił sekretarz stanu Gotthardt pracę Fraunhofera ISC.