Zell- und Gewebetechnologien

Das Innovationsfeld steht für die Entwicklung und Etablierung von humanen In-vitro-Testmodellen wie Organ-on-Chip-Plattformen, 3D-Gewebemodellen und zellbasierten 2D-Assays für die vorklinische Testung von Medikamenten, die Bestimmung von z. B. Toxizität und Allergenität von Kosmetika und Chemikalien sowie für klinische Anwendungen in der Personalisierten Medizin.

Das Innovationsfeld verfügt über jahrelange Expertise in der Entwicklung von Zelllinien, etwa für die Etablierung von Assays, die Produktion von Biologicals oder den Umgang mit (pathogenen) Mikroorganismen.

Dazu kommt die interdisziplinäre Expertise und Infrastruktur zur Entwicklung von mikrophysiologischen Organ-on-Chip-Systemen. Hier werden unterschiedlichste Mikrostrukturierungsansätze mit Methoden des Tissue Engineerings (basierend auf Stamm- und Primärzellen) kombiniert, um physiologisch relevante menschliche Gewebe in mikrofluidischen Systemen zu erzeugen.

Ein übergreifender Fokus ist die Integration von Immunkomponenten in mikrophysiologische Gewebe oder Reporter-Zelllinien. Dazu isolieren wir u. a. primäre Immunzellen aus klinischen Proben und verwenden Immunmediatoren und ihre Rezeptoren für das Screening von Wirkstoffen, in der Diagnostik oder in der Biosensorik.

Arbeitsgebiete und Technologien

  • Organ-on-Chip-Modelle
  • 3D-Hautmodell
  • 2D-Zellassay- und Zelllinienentwicklung
  • Maßgeschneiderte mikrofluidische Plattformen
  • Biosensoren
  • In-vitro-Wirkstoff- und Toxizitätstestung

Forschungsthemen

 

Organ-on-a-Chip-Modelle

Wir beschäftigen 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.

 

Immunrezeptoren und Wirkstoffscreening

Das angeborene Immunsystem hat großen Einfluss auf die Pathogenese oder den Verlauf von Allergien, Infektionen, Tumoren oder Autoimmunerkrankungen. Zentrale Regulatoren sind die Immunrezeptoren, die wir mithilfe von Ganzzell-Biosensoren in Assays für die Wirkstoffentwicklung einsetzen. Mit diesen Biosensoren identifizieren wir neue immunmodulatorische Moleküle – als potenzielle Wirkstoffkandidaten für die Therapie immunologischer Erkrankungen.

 

Zellbasierte Assays (GLP) für Diagnostik, Qualitätskontrolle, Screening

Neben dem Einsatz im Wirkstoffscreening wurden zellbasierte Assaysysteme auch zum Nachweis von Pyrogenen entwickelt. Pyrogene sind z. B. bakterielle Überreste, die fiebrige Reaktionen bis hin zu Schockzuständen im Menschen hervorrufen. Diese eignen sich zur Untersuchung medizintechnischer Geräte und pharmazeutischer Formulierungen auf Pyrogenfreiheit und können bisherige Tests ergänzen oder ersetzen.
 

3D-Hautmodell für die Infektionsforschung

Wir entwickeln dreidimensionale Infektionsmodelle, die neben Komponenten der menschlichen Haut auch Immunzellen und Reportersysteme für die Aktivierung von Immunsignalwegen beinhalten. Damit können angeborene Immunantworten auf eindringende Pilze und Viren untersucht und Möglichkeiten zur Modulierung der Wirtsreaktionen identifiziert werden.
 

BioSensorik

Mithilfe eines Biosensors kann ein Analyt über ein biologisches Element detektiert und daraufhin ein physikalisches Signal generiert werden. Biosensoren eignen sich daher für den vielfältigen Einsatz, von der Biotechnologie bis zur Umweltphysik. Wir entwickeln Biosensoren für den Nachweis von mikrobiellen Bestandteilen, die unter Anderem der Erkennung von Pyrogenen und der Trinkwasserkontrolle dienen.
 

Produktionszelllinien

Mit unserer Expertise in der Etablierung neuer Expressionsvektoren, der Stammentwicklung in Mikroorganismen und Säugerzellen, sowie der Optimierung von Fermentationsverfahren bis hin zur Aufreinigung der Pharmazeutika unterstützen wir Pharma- und Biotechnologie-Unternehmen bei der Entwicklung und biotechnischen Herstellung von Generika, aber auch bei der Entwicklung neuer therapeutischer Proteine.