Attract-Gruppe Organ-on-a-Chip

Die Entwicklung eines einzigen Arzneimittels dauert heutzutage häufig länger als zehn Jahre und erzeugt dabei durchschnittliche Kosten von mehreren Milliarden Euro. Ein großer Teil dieser Kosten fällt dabei auf die vorklinische Entwicklung des jeweiligen Wirkstoffes. Einschätzungen über Auswirkungen und generelle Eignung eines potenziellen neuen Wirkstoffes stützen sich während dieser Phase hauptsächlich auf Tiermodelle und einfache Versuche mit isolierten Zellen. Obwohl exzellente Forschung der letzten Jahrzehnte eine Vielzahl hochentwickelter Tiermodelle hervorgebracht hat, können Tiere niemals die menschliche Physiologie bzw. menschliche Krankheiten komplett nachbilden – die Übertragbarkeit der Resultate auf menschliche Probanden ist daher häufig nur eingeschränkt möglich. Darüber hinaus ist die Durchführung von Tierversuchen im Allgemeinen ethisch bedenklich.

Die Integration von physiologisch relevantem, menschlichem Gewebe oder Organbausteinen in künstliche, mikrofluidische Systeme, sogenannte Organs-on-a-Chip, ist eine neue Technologie, die das Potenzial hat, die Arzneimittelentwicklung zu revolutionieren. Das Prinzip der menschlichen Organs-on-a-Chip hat sich in den letzten Jahren von einer konzeptionellen Idee hin zu einer möglichen Alternative für Tiermodelle entwickelt und das Potenzial der Systeme ist inzwischen von Wissenschaftlern, der Pharmaindustrie sowie staatlichen Behörden allgemein anerkannt.

Organ-on-a-chip-Systeme kombinieren die Alleinstellungsmerkmale der klassischen Zell-Assays (menschliche Gene) und der Tiermodelle (3D-Gewebe und Blutkreislauf) und bieten die Möglichkeit, nach den Vorgaben des 3R-Prinzips (Replace, Reduce, Refine) die Notwendigkeit von Tierversuchen zu reduzieren, die Übertragbarkeit der vorklinischen Resultate auf die klinischen Phasen zu steigern und somit die gesamte Entwicklung kostengünstiger, sicherer und schneller zu machen.

In der Attract-Gruppe Organ-on-a-chip am Fraunhofer IGB, Stuttgart, beschäftigen wir uns mit der Entwicklung, Validierung und Anwendung von neuartigen Organ-on-a-chip-Systemen, welche für die Arzneimittelentwicklung sowie in der personalisierten Medizin zum Einsatz kommen können.