Innovatives 3D-Wirkstoffscreening-System

Forschungsprojekt entwickelt 3D-Screening-System zur Kultivierung von Gewebe und zur automatischen Stimulation und Quantifizierung seiner mechanischen Eigenschaften

11.05.2023 - Deutschland

Der Biophysiker Prof. Dr. Timo Betz von der Universität Göttingen hat einen Proof of Concept (PoC) Grant des European Research Council (ERC) erhalten. Der ERC fördert damit sein Projekt „TissMec“, mit dem Betz und sein Team ein 3D-Screening-System zur Kultivierung von Gewebe und zur automatischen Stimulation und Quantifizierung seiner mechanischen Eigenschaften entwickeln wollen. PoC ERC Grants bieten herausragenden Forschenden, die bereits eine ERC-Förderung erhalten haben, eine Zusatzfinanzierung in Höhe von 150.000 Euro über 18 Monate, damit sie das Innovationspotenzial ihrer Ergebnisse ausbauen können.

Betz und sein Team haben eine 3D-Zellkulturkammer entwickelt, in der sie Muskeln und andere Gewebe züchten und dabei ein System verwenden können, das hochauflösende Mikroskopie und die Messung von Kräften im Nahbereich der Zelle ermöglicht. Die Förderung soll ihnen helfen, die Nutzbarkeit der Kammer auf andere Gewebe auszuweiten. Ein mögliches Anwendungsgebiet dieses Systems ist das Arzneimittel-Screening: Ein neues Medikament auf den Markt zu bringen, kann Milliarden kosten und ist ein enorm zeit- und kostenaufwändiger Prozess, der Tierversuche vor Versuchen am Menschen umfasst – der kostspieligste und schwierigste Teil. Viele vielversprechende Wirkstoffe versagen jedoch, wenn sie am Menschen getestet werden und erweisen sich als unwirksam oder sogar schädlich. Dieses System soll den mit diesem Prozess verbundenen Aufwand und die Kosten sowie die Zahl der Tierversuche verringern, die für die Prüfung und Validierung künftiger Arzneimittel erforderlich sind.

Darüber hinaus wird die verbesserte Laborversion des Kammersystems es den Wissenschaftlern ermöglichen, die mechanischen Bedingungen nachzuahmen, denen verschiedene lebende Gewebe bei schweren Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Muskeldystrophien ausgesetzt sind. „Unser neues Forschungsprojekt zielt darauf ab, ein System zu entwickeln, das ein automatisiertes funktionelles Screening der Auswirkungen einer Substanz auf menschliches Gewebe ermöglicht“, erläutert Betz. Das bedeutet auch, dass die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Lage sein werden, verschiedene Gesundheitszustände im Labor zu modellieren, um ein besseres Verständnis von Krankheitsprozessen und Behandlungen zu erhalten. Dies könnte sowohl für die pharmazeutische Industrie als auch für die akademische und medizinische Forschung von großer Bedeutung sein.

Betz wurde 2007 an der Universität Leipzig promoviert und trat danach eine Postdoc-Stelle am Institut Curie in Paris an. Nachdem er 2016 eine Professur in Münster erhalten hatte, wechselte er 2020 an die Universität Göttingen. Seine Forschung konzentriert sich auf die Entschlüsselung der grundlegenden physikalischen Prozesse in lebenden Zellen, die zu besseren Gesundheitsmaßnahmen führen, sowie auf die Entdeckung neuer physikalischer Prozesse in der Zelle. Sie umfasst die Entwicklung eines 3D-Tumormodells, um die Mechanismen der schnellen Zellteilung in Krebszellen zu verstehen, die Entwicklung von „optischen Pinzetten“, um die mechanischen Eigenschaften einer lebenden Zelle zu verstehen, und ein Projekt zum Bau eines Lego-Mikroskops, um die kommende Generation von Wissenschaftlern zu inspirieren.

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