Valide präklinische Modelle und weniger Tierversuche

Mit dieser Kooperation wollen die Partner präklinische Modelle der nächsten Generation realisieren, um die Effizienz in der Wirkstoffforschung und -entwicklung zu steigern und Tierversuche weiter zu reduzieren. Die modulare und skalierbare Plattform soll mit einer bislang unerreichten Genauigkeit physiologische Reaktionen des menschlichen Körpers simulieren und hochwertige Trainingsdaten für KI-gestützte Wirkstoffforschung liefern.

Steven Johnston, Vice President und Leiter Technology Enablement bei Merck © Merck

„Durch die Kombination von Mercks branchenführendem Portfolio an induzierten pluripotenten Stammzellen und von Patienten stammenden Organoiden mit der revolutionären gemeinsamen Hardwareplattform, die sich durch eine beispiellose Anzahl von Biosensoren auszeichnet, schaffen wir eine vernetzte In-vitro- und In-silico-Pipeline, mit deren Hilfe sich dringend benötigte hochwertige biologische Trainingsdaten erzeugen lassen. Im Zusammenspiel mit KI-gestützter Wirkstoffforschung wird dieses auf dem Closed-Loop-Prinzip basierende Betriebsmodell die Übertragbarkeit der Daten auf den Menschen erheblich verbessern, die Entdeckung neuer Wirkstoffkandidaten beschleunigen und es Forschenden ermöglichen, Reaktionen im menschlichen Körper realitätsgetreuer als je zuvor zu simulieren“, so Steven Johnston, Vice President und Leiter Technology Enablement bei Merck.

Paru Deshpande, Vice President R&D bei imec © imec

Auch imec sieht in der Partnerschaft großes Potenzial: „Aussagekräftige präklinische Modelle erfordern biologische Relevanz und die Fähigkeit, detaillierte und vielfältige Datensätze bei hohem Durchsatz zu generieren. Dazu ist keines der derzeit verfügbaren Modelle in der Lage. Bei imec entwickeln wir eine einzigartige Chip-Technologie, die diese Datenlücke schließen soll. Durch die Bündelung unserer Technologie mit dem Know-how von Merck in den Bereichen Life Science und Healthcare werden wir in der Lage sein, dem wachsenden Bedarf an präklinischen Modellen als Grundlage für KI-Modelle in der Wirkstoffforschung gerecht zu werden“, so Paru Deshpande, Vice President R&D bei imec.

Das auf partnerschaftlicher Entwicklung beruhende Programm sei das erste dieser Art und ziele darauf ab, hochentwickelte Organoide und biologische Modellsysteme mit modernster Halbleiterhardware zu kombinieren sowie spezielle Biosensorik- und Mikrofluidik-Technologien zu integrieren. Alle Komponenten sind für die anwenderfreundliche Verwendung im Laborumfeld des Unternehmensbereichs Healthcare von Merck validiert und werden vom Unternehmensbereich Life Science global angeboten. Mit diesem Ansatz sollen Wissenschaftler in die Lage versetzt werden, möglichst zeitnah Erkenntnisse über die Gesundheit einzelner Organe oder eines vernetzten Multi-Organsystems zu gewinnen, was präzisere und effizientere Prozessabläufe in der Arzneimittelentwicklung ermöglichen soll.

Herzstück der Partnerschaft bei der Hardwareentwicklung ist das hochgradig anpassungsfähige modulare System von imec, das eine nahtlose Erweiterung von Einzel- zu Mehrorgan-Konfigurationen ermöglicht. Dank der standardisierten Schnittstellen des Systems sollen sich so kundenspezifische Konfigurationen aus dem breitem Portfolio von Merck an induzierten pluripotenten Stammzellen und von Patienten stammenden Organoidmodellen realisieren lassen.

Kombiniert mit dem Know-how von imec im Bereich der Integration von Sensortechnologien sollen hochmoderne integrierte Biosensoren Kunden zu einer höheren Datenqualität durch markierungsfreie In-situ-Messungen sowie einer besseren Kontrolle und Reproduzierbarkeit ihrer Zellkulturen verhelfen. Resultieren sollen daraus zuverlässigere Vorhersagen und die Möglichkeit einer Echtzeit-Identifizierung von Reaktionen menschlicher Organe auf Wirkstoffe und chemische Reize zur Anwendung in präklinischen Studien zu Sicherheit und Toxizität sowie Pharmakokinetik und Metabolismus.

Darüber hinaus vereinfacht der auf standardisierten Komponenten basierende Aufbau dieser Technologie nicht nur die Anwendung, sondern sorgt auch für Datenkonsistenz bei unterschiedlichen Testszenarien. Von dieser Standardisierung erwartet man sich eine bessere Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse über die gesamte Pharmabranche hinweg. So sollen die Entwicklungszeit von Arzneimitteln weiter verkürzt und Kosten gesenkt werden.

Merck beschäftigt weltweit über 62.000 Mitarbeitende und erzielte 2024 in 65 Ländern einen Umsatz von 21,2 Milliarden Euro. Das Unternehmen wurde 1668 gegründet. Die Gründerfamilie ist bis heute Mehrheitseigentümer des börsennotierten Konzerns. Merck hält die globalen Rechte an Namen und Marke – mit Ausnahme der USA und Kanada, wo die Unternehmensbereiche als MilliporeSigma, EMD Serono und EMD Electronics auftreten.

imec mit Hauptsitz im belgischen Leuven ist mit über 6.000 Mitarbeitenden eines der weltweit führenden F&E-Zentren für Nanoelektronik. Die Organisation bringt führende Unternehmen aus der Halbleiter-, Pharma-, Medizin- und IKT-Branche mit akademischen Einrichtungen zusammen und betreibt Forschung unter anderem in den Bereichen Silizium-Photonik, KI, Sensortechnologie und Gesundheit. Im Jahr 2024 erzielte imec einen Umsatz von 1,034 Milliarden Euro.

Die Partnerschaft steht auch weiteren Akteuren aus der Biotech- und Pharmabranche offen. Ziel sei es, gemeinsam die nächste Generation von MPS-Modellen zu entwickeln, um Patienten künftig schneller mit sicheren und wirksamen Therapien versorgen zu können.

Quelle: Merck