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Artikel und Hintergründe zum Thema

Krankheits- und Wirkstoffforschung

Produktionsstraße für Stammzellen

Ein Forscherteam unter Federführung des universitätsnahen Unternehmens Life & Brain in Bonn und der RWTH Aachen will eine vollautomatisierte Produktionsstraße für die Herstellung von Stammzellen aus Hautproben entwickeln. Sie sollen dann zum Beispiel in Nerven- und Herzmuskelzellen differenziert werden und der Krankheits- und Wirkstoffforschung zur Verfügung stehen.

Zeichnung: So sieht die „StemCellFactory II“ aus. Grafik: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Aachen, Geschäftsfeld Life Sciences Engineering

Bei der iPS-Zelltechnologie werden aus Hautproben von Patienten induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) hergestellt. Es handelt sich dabei um Zellen, die in ein quasi embryonales Stadium zurückversetzt werden. Die so entstandenen "Alleskönner-Zellen" lassen sich dann nahezu uneingeschränkt vermehren und in alle Körperzellen - zum Beispiel Nerven- oder Herzmuskelzellen - ausreifen. "Derart gewonnene Zellen sind hochinteressant für die Krankheitsforschung und Wirkstoffentwicklung", sagt Prof. Dr. Oliver Brüstle, Geschäftsführer von Life & Brain.

Mit Hilfe der iPS-Zelltechnologie können Krankheitsprozesse und Wirkstoffe an menschlichen, von der jeweiligen Erkrankung betroffenen und aus Patienten gewonnenen Zelltypen untersucht werden. "Wir gehen davon aus, dass die mit derartigen Zellsystemen erzeugten Daten wesentlich bessere Vorhersagen im Hinblick auf die Wirksamkeit einzelner Medikamente zulassen", sagt Simone Haupt, die das Bioengineering-Segment der Life & Brain GmbH leitet.

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Patientenspezifische Zellen für Wirkstoffentwicklung
Die iPS-Zelltechnologie soll nun in eine vollautomatisierte Produktionsstraße münden, die von einem Konsortium unter Federführung von Life & Brain und der RWTH Aachen entwickelt wird. Beteiligt sind das Fraunhofer IPT Aachen, die HiTec Zang GmbH in Herzogenrath und das Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster.

Das Projekt "StemCellFactory II" verfolgt zwei zentrale Anwendungsziele: Zum einen sollen auf der automatisierten Zellproduktionsplattform patientenspezifische Zellen für die Wirkstoffentwicklung und damit die Pharmabranche erzeugt werden. "Eine spätere Aufrüstung auf die Herstellung von Zellen für Transplantationszwecke ist denkbar", so Daniel Langendörfer, der als leitender Ingenieur bei Life & Brain den Bereich Prozesstechnik und Automation betreut. Zum anderen soll mit der Anlage selbst erstmals ein Gerät zur vollautomatisierten Herstellung von iPS-Zellen auf den Markt gebracht werden.

Ziel: dreidimensionale Zellstrukturen
Mit der Förderung in Höhe von 1,2 Millionen Euro durch das nordrhein-westfälische Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung sollen innerhalb der kommenden 18 Monate neue Verfahren zur genetischen Veränderung von Stammzellen entwickelt werden. "Damit wird es unter anderem möglich werden, von Patienten gewonnene Stammzelllinien genetisch zu reparieren und durch einen Vergleich von erkrankten und reparierten Zellen den Krankheitsprozess besser zu verstehen", sagt Prof. Brüstle. Ferner lassen sich durch diese Technologie gezielt Mutationen in die Zellen einschleusen und so genetisch bedingte Erkrankungen simulieren.

Ein weiteres Ziel sei, über die bisher verwendeten zweidimensionalen "Zellrasen" hinaus dreidimensionale Zellstrukturen zu schaffen, zum Beispiel kleine Partikel menschlichen Gehirn- oder Herzgewebes.

Weitere Informationen: www.stemcellfactory.de.

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