Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP
Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP

Krankheitsmodelle

Viele Arzneimittelkandidaten fallen in der klinischen Prüfung aufgrund zu geringer Wirkung, Toxizität oder pharmakokinetischer Mängel durch. Daher sind prädiktive präklinische in vitro Krankheitsmodelle zur Evaluierung von Krankheitshypothesen und zur differenzierten Validierung der Aktivitätsprofile von Wirkstoffen notwendig.

Die Standorte des ITMP besitzen eine langjährige Erfahrung in der Entwicklung von humanen in vitro »Krankheitsmodellen«, die zur Charakterisierung von Wirkstoffkandidaten hinsichtlich ihrer Pharmakodynamik und -kinetik verwendet werden können. Darüber hinaus können neue therapeutische »Targets« identifiziert und validiert werden. Die Wirksamkeit, Bioverfügbarkeit und »off-Target«-Effekte von Wirkstoffkandidaten wird geprüft, um »lead« Kandidaten früh zu identifizieren und potenziell nicht geeignete Kandidaten auszusortieren.

Das Spektrum an human-experimentellen in vitro Modellen bildet den Brückenschlag von der Grundlagenforschung zur Klinik und kann effektiv durch Stammzell- und Organidmodelle komplementiert werden.

 

Kernkompetenzen:

  • Primärzellen & iPSCs: Nutzung von Immunzellen (z. B. T-/B-/NK-Zellen, Neutrophile), Fibroblasten und Keratinozyten sowie iPSC-abgeleiteten Modellen von gesunden Spendern und Patienten.
  • Spezialisierte Zelllinien: Einsatz etablierter humaner Mastzell- (z. B. LAD2), Leberzelllinien (z. B. Stellatzellen, LSECs) und mesenchymale Zellen (z. B. Chondrozyten, Synovialfibroblasten) für gezielte Untersuchungen.
  • Moderne Analytik & Genetik: Anwendung von Multiparameter-Immunphänotypisierung, Einzelzellsequenzierung und CRISPR/Cas9-Modifikationen.
  • Komplexe In-vitro-Systeme: Durchführung von Co-Kultur-Modellen (z. B. Hepatozyten/Immun-/Darmzellen), Bioverfügbarkeitstests, off-target Effekt-Assays und spezifischen Degranulations-Assays zur Funktionsprüfung.
  • Ex-vivo- & Provokationsmodelle: Untersuchung und Testung von Wirkstoffen in humanen Hautmodellen (Mikrodialyse, Micronadel-basierte Gewinnung von interstitieller Flüssigkeit [dISF]) und Provokationstests, wie z. B. Urtikaria und Allergiemodellen.

 

Ziele/Angebote:

  • Target Validierung und Wirksamkeitsprüfung von Substanzen
  • Charakterisierung von »off-Target«-Effekten von Substanzen
  • Bioverfügbarkeitstests/ in vitro Pharmakokinetikstudien
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MASKIT – TUPOS Therapeutics (ITMP)

Evaluierung von c-Kit Inhibitoren auf Mastzell Aktivierung und Viabilität. Durch die selektive Inhibition von c-Kit in Mastzellen soll eine Reduktion der Sensitivität der Hautmastzellen auf aktivieren Stimuli und eine Reduktion ihrer Anzahl erreicht werden.

MastCUre – BMFTR (Eurostars)/Allegria Therapeutics, Cube Biotech (ITMP)

Entwicklung neuer Therapieoptionen für chronische Urtikaria durch selektive Blockade der Aktivierung von Hautmastzellen. Dies verhindert die Freisetzung entzündungsfördernder Mediatoren, welche ursächlich für die Symptome sind.

Weiterführende Informationen

ImSAVAR – Immune Safety Avatar

Entwicklung von immunbasierten Zellassays zur Vorhersage von Nebenwirkungen von Biologica. Die Zellassays sollen zur verbesserten Übertragbarkeit von vorklinischen Sicherheits- und Wirksamkeitsdaten auf die Erstanwendungen am Menschen beitragen.

ENDO-PAIN – Endometriose Schmerzen

Aufklärung der Rolle des Immunsystems und der Fibrose bei der Entstehung von Endometriose-Schmerzen. Fokus liegt auf Neuroinflammation, Fibrose und Signalwege, um neue Diagnosewerkzeuge und Therapien zu entwickeln.

Weiterführende Informationen

 

Maurer M, Kolkhir P, Pereira MP, Siebenhaar F, Witte-Händel E, Bergmann KC, Bonnekoh H, Buttgereit T, Fluhr JW, Frischbutter S, Grekowitz EM, Herzog L, Kiefer LA, Krause K, Magerl M, Muñoz M, Neisinger S, Nojarov N, Prins S, Pyatilova P, Ramanauskaité A, Scheffel J, Terhorst-Molawi D, Treudler R, Weller K, Zuberbier T, Metz M. Disease modification in chronic spontaneous urticaria.
Allergy. 2024 Sep;79(9):2396-2413.
doi: 10.1111/all.16243.

 

Luo Y, Vallone VF, Blanc E, Miller DC, He J, Stachelscheid H, Beule D, Siebenhaar F, Scheffel J. CRISPR/ Cas9 engineered and whole-genome characterized KIT D816V-mutant human iPSC lines.
Stem Cell Res. 2026 Mar 26;93:103975.
doi: 10.1016/j.scr.2026.103975.

 

Daci D, Altrichter S, Grillet FM, Dib S, Mouna A, Suresh Kumar S, Terhorst-Molawi D, Maurer M, Günzel D, Scheffel J. Altered Sweat Composition Due to Changes in Tight Junction Expression of Sweat Glands in Cholinergic Urticaria Patients.
Int J Mol Sci. 2024 Apr 25;25(9):4658.
doi: 10.3390/ijms25094658.

 

Roser A., Luckhardt S., Ziegler N., Thomas D., Wagner P.V., Damm G., Scheffschick A., Hewitt P., Parnham M.J. and Schiffmann S. (2023) Immuno-inflammatory in vitro hepatotoxicity models to assess side effects of biologicals exemplified by aldesleukin.
Frontiers Immunology. 17;14:1275368.
doi: 10.3389/fimmu.2023.1275368

 

Schiffmann S., Henke M., Brünner S., Benett A., Yagubi Y., Parnham M.J.P. and Grünweller A. (2024) In vitro safety, bioavailability and immune modulatory profile of elF4A-inhibitory pateamines.
Int. J Mol Sci
doi: 10.3390/ijms252111430