Wissenschaftlicher Kongress am Samstag, 15. Oktober 2016 in Köln

Tobias Hasenberg

Tobias Hasenberg, Dipl.-Ing. Biotechnologie, Senior Scientist bei Fa. Tissuse, Berlin

Zusammenfassung des Vortrags

Die Medikamentenentwicklung steckt in einem Dilemma, da in der präklinischen Phase, also im Tierversuch, bereits 63 % der Wirkstoffe aussortiert werden und dies sich im Verlauf der nachfolgenden klinischen Phasen, der Testung an Probanden, weiter fortsetzt. Seit 2010 entwickelt die Berliner Firma Tissues Organchips, angefangen mit der Kombination aus zwei Organen wie Leber und Haut. Seit 2013 wird ein 4-Organchip entwickelt, bei dem Organe wie Niere, Darm, Leber und Haut kombiniert werden können. Ziel ist ein „Mensch-auf-einem-Chip“, womit die präklinische Phase deutlich effektiver gestaltet und damit wesentlich verkürzt werden könnte.

Der Multi-Organ-Chip – ein mikrophysiologisches System für die Substanztestung und sein Nutzen für Mensch und Maus

Abstract des Referenten

Mikrophysiologische Systeme haben völlig neue Erwartungen und Hoffnungen geweckt die Medikamentenentwicklung zu revolutionieren. Mikrophysiologische Systeme – das sind mikrofluidische Vorrichtungen, die die Miniaturisierung der menschlichen Biologie in vitro auf der kleinsten biologisch akzeptablen Größe anstreben. Glaubhaftere Vorhersagen zur Sicherheit und Wirksamkeit von Wirkstoffkandidaten im Vergleich zum entsprechenden Tierversuch werden erwartet. Klinische Studien am Menschen stünden so auf einem völlig neuartigen Fundament. Weitaus mehr Kandidaten könnten frühzeitig ausgeschlossen und Kosten gespart werden. Ein Paradigmenwechsel in der Substanztestung – weg vom Tierversuch – könnte signifikante Auswirkungen auf die Art und Weise haben wie Medikamente und Chemikalien entwickelt werden mit Auswirkungen auch für die Agrar-, Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie, sowie für die Ökologie.

Der Multi-Organ-Chip (MOC) wurde als Werkzeug für die Substanztestung entwickelt. Auf der Größe eines Objektträgers wurde eine Mikrofluidik realisiert, die verschiedenste Organoide beherbergen kann. Diese sind physisch voneinander getrennt, jedoch über einen mikrofluidischen Kreislauf miteinander verbunden. Die integrierte Mikropumpe generiert darin einen pulsatilen Fluss. Das System fasst ein nur vergleichsweise geringes Volumen und ermöglicht so den stofflichen Austausch und die Kommunikation der Organoide untereinander. Die Integration gebräuchlicher Transwell®-Systeme ermöglicht es etablierte Barriere-Modelle in die Plattform zu integrieren, wie zum Beispiel von Haut oder Darm. Die universelle Plattform berücksichtigt so intravenöse Applikationswege genauso wie orale und dermale Routen. Aber auch 3D-Modelle beispielsweise der Leber oder des Gehirns können bestückt werden. Anhand dieser Modelle konnten bereits Studien zur wiederholten Substanzverabreichung in 2-Organ-Systemen durchgeführt und in eine kommerzielle Verwertung überführt werden. Die Präsentation soll einen Überblick über den Chip und sein Potential geben.