Projekte

Kooperationspartner: Abberior GmbH, Lead Discovery Center GmbH, Max-Planck-Institut für medizinische Forschung, ITMP-TNM Abteilung Automatisierte hochauflösende Mikroskopie

Bisherige Screening-Verfahren für die Charakterisierung von neuen pharmakologischen Wirkstoffen sind in der Lage tausende Substanzen in relativ kurzer Zeit auf ihre Wirksamkeit hin zu überprüfen. Dabei zeigen sie jedoch oftmals nur, ob ein Wirkstoff mit einer Zelle interagiert oder nicht. Der eigentliche Wirkmechanismus bleibt verborgen und erschließt sich erst mit einem Blick durch ein Mikroskop. Die bislang zur Verfügung stehenden Mikroskopiemethoden sind aber sehr langsam oder erreichen nicht die erforderliche Auflösung um kleinste Betandteile, zum Beispiel Rezeptoren in der Plasmamembran der Zelle, aufzulösen.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt "High Resolution Drug Screening" (HRDS) hat sich zur Aufgabe gemacht ein neues, auf höchstauflösender Mikroskopie basierendes, Verfahren für die Charakerisierung von Wirkstoffen für Medikamente zu entwickeln. Um das zu erreichen plant das Forschungsteam um den Göttinger Wissenschaftler und Nobelpreisträger Professor Stefan Hell (Direktor am Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen und am Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg) zusammen mit Dr. Gerald Donnert (Abberior GmbH, Göttingen) und Dr. Bert Klebl (Lead Discovery Center GmbH, Dortmund) sowie Professor Stefan Jakobs (Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie, Göttingen) eine Kombination aus automatisierter höchstauflösender STED-Mikroskopie mit anschließender Machine Learning gestützter Datenauswertung. 

Das Projekt wird im Rahmen der BMBF-Förderrichtlinie „KMU-innovativ: Photonik und Quantentechnologien“ in den kommenden drei Jahren mit 11,7 Millionen Euro gefördert.

Im Rahmen eines Drug-Repurposingprojekts für die Entwicklung einer Therapie für eine seltene neurometabolische Erkrankung ist der Arbeitsgruppe die Identifizierung einer Gruppe therapeutisch wirksamer Substanzen gelungen, die sich kurz vor dem Einsatz in einer allerersten klinischen Studie für die Erkrankung befinden. Bei der Erkrankung handelt es sich um die Multiple Sulfatase Defizienz (MSD), eine neurodegenerative, multisystemische, schwere Erkrankung aus dem Formenkreis der lysosomalen Erkrankungen ohne Therapieoptionen. Die Erkrankung ist charakterisiert durch einen simultanen Aktivitätsverlust aller zellulärer Sulfatasen und der daraus resultierenden Pathophysiologie. Nach Entwicklung eines Hochdurchsatzscreeningassays gelang die Identifizierung zweier Retinoide, die alleine und in Kombination die Sulfataseaktivitäten in MSD Zellen erhöhten und die in-vitro Pathophysiologie normalisierten. Weil es sich um für eine andere Behandlungsindikation zugelassene Medikamente mit bekannter Nebenwirkungs- und Toxikologiespektrum handelt, bieten sie sich für eine Verwendung in einer anderen Indikation, in diesem Fall der MSD, an (Drug Repurposing). Im Rahmen des EU-geförderten Verbundprojekts REMEDI4ALL wird eines der Retinoide in naher Zukunft in einer Phase I/II Studie in Göttingen in MSD Patient*innen untersucht. Neben der präklinischen Expertise profitiert dieses Projekt von der ausgeprägten klinischen Erfahrung im Bereich lysosomaler und neurodegenerativer Erkrankungen des Kindesalters als Beispiel für einen umfassenden translationalen Ansatz zur Entwicklung von Therapien für entsprechende Krankheiten.