Arzneimittelentwicklung und Personal-Care-Produkte

Häufig liegt die Ursache einer Erkrankung in einem fehlerhaften Zusammenspiel körpereigener Moleküle, etwa aufgrund veränderter Rezeptoren oder Enzyme, denen in den zellulären Signalketten eine entscheidende Rolle zukommt. Für eine an der Ursache ansetzende Therapie ist daher die Kenntnis der veränderten zellulären Zielstrukturen (Targets) essenziell.

Wirkstoff-Screening und -Validierung mit Immunrezeptoren

Das angeborene Immunsystem hat großen Einfluss auf den Verlauf von Allergien, Infektionen, Tumoren oder Autoimmunerkrankungen. Zentrale Regulatoren des angeborenen Immunsystems sind verschiedene Klassen von Immunrezeptoren. Agonisten und Antagonisten dieser Immunrezeptoren stellen daher einen neuen therapeutischen Ansatz für die Immuntherapie dar: Rezeptor-Agonisten stimulieren das angeborene Immunsystem, während Antagonisten Entzündungsprozesse hemmen.

Basierend auf eigenen Patenten hat das Fraunhofer IGB verschiedene Screening-Systeme, von einfachen zellbasierten Assays bis hin zu komplexen humanen Gewebemodellen mit Komponenten des Immunsystems entwickelt. Dadurch können das Zusammenspiel unterschiedlicher Zelltypen, z. B. bei Autoimmunerkrankungen wie Psoriasis oder Dermatitis, oder Wirt-Pathogen-Interaktionen auf molekularer Ebene analysiert werden. Dadurch sind wir in der Lage, Zielstrukturen für die Entwicklung von Antibiotika/Antiinfektiva oder zur Modulation des eigenen Immunsystems zu identifizieren.  

Ein großer Teil von Wirkstoffkandidaten scheitert noch in den frühen klinischen Phasen, z. B. aufgrund mangelnder Wirkung oder unerwarteter Nebenwirkungen. Denn selbst hochentwickelte Tiermodelle sind nicht in der Lage, den komplexen menschlichen Körper und speziell menschliche Krankheiten nachzubilden. Das Fraunhofer IGB arbeitet daher an dreidimensionalen In-vitro-Modellen und Organoiden auf der Basis humaner Zellen und Gewebe, die bereits in der präklinischen Forschung Aussagen über Wirkungen und Nebenwirkungen erlauben und Tierversuche ersetzen können. Potenzielle Wirkstoffe charakterisieren wir in vitro unter Verwendung komplexer 3D-Modelle »gesunder« als auch »erkrankter« Gewebe.

Für die Herstellung von Pharmaproteinen erarbeiten wir Verfahren von der Etablierung neuer Expressionsvektoren über die Stammentwicklung in Mikroorganismen und Säugerzellen, die Optimierung von Fermentationsverfahren bis hin zur Aufreinigung der Pharmazeutika. Die GMP-konforme Herstellung klinischer Prüfware bieten wir über eine Kooperation im Fraunhofer-Verbund Life Sciences an. Erste generische Biologicals wie beta-Interferon sowie Eigenentwicklungen wie Soluferon sind bereits mit am Fraunhofer IGB entwickelten Verfahren auf dem Markt bzw. auslizensiert.

Neue innovative Therapieansätze werden am IGB mit Viren entwickelt. Unsere langjährige Erfahrung im Virus-Engineering ermöglicht das maßgeschneiderte Design von Viren zur gezielten Prävention (Vakzine) und Therapie (onkolytische Viren).

Mithilfe von PCR-Technologien haben wir auch einen Schnelltest zum Nachweis von Viren auf Basis von Nukleinsäuren, einen nukleinsäurebasierten Lateral Flow Assay, entwickelt.

Ein entscheidender Faktor bei der Entwicklung von funktionellen Inhaltsstoffen oder Wirkstoffen ist der Transport der Substanzen an ihren Zielort, beispielsweise in ein Gewebe oder eine Zelle. Das Fraunhofer IGB arbeitet an Materialien und Strukturen, die Stoffe gezielt zum Wirkort transportieren (Drug Delivery) und dort kontrolliert abgeben (Drug Release).

Formulierung und Freisetzungssysteme für Wirkstoffe

So entwickeln wir beispielsweise Matrices aus biobasierten, polymeren oder silikatischen Materialien in Form von (Nano-)Partikeln oder Schichten. Mithilfe der Sprühtrocknung werden Wirk- und Effektstoffe in (bio)polymerbasierte Materialien verkapselt. Durch chemische Modifikation lassen sich die Freisetzungseigenschaften einstellen und kundenspezifisch anpassen.