EU fördert Vorhaben zur Stammzellen Technologie-basierten Herzregeneration
Eppendorf ist Projektpartner
Innerhalb des EU-Forschungsrahmenprogramms Horizon 2020 unterstützt die Europäische Union jetzt das Forschungsprojekt TECHNOBEAT mit einer Gesamtfördersumme von knapp 6 Millionen Euro. Das Akronym TECHNOBEAT steht dabei für „Tools and TECHNOlogies for Breaktrough in hEArt Therapies“. Koordiniert durch die Medizinische Hochschule Hannover, wird dieses zukunftsweisende Projekt durch ein Pan-Europäisches Konsortium von acht interdisziplinären Vertretern aus Industrie und Wissenschaft bearbeitet. Eppendorf ist einer der Partner in diesem Netzwerk. Gemeinsam werden die Wissenschaftler, Mediziner und Ingenieure effektive Geräte und Methoden entwickeln, um aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen, den so genannten iPS-Zellen, Mikroherzgewebe für die regenerative Medizin herzustellen.
Schwimmende Sphäroide aus Herzmuskelzellen von bis zu 1 mm Größe, die rhythmisch kontrahieren. Die Sphäroide wurden durch Differenzierung aus humanen pluripotenten Stammzellen in Bioreaktoren gewonnen. Die grüne Fluoreszenz zeigt eine Differenzierung zu Herzmuskelzellen an.
Kempf et al., 2014, 2015
Im Rahmen dieses EU-Forschungsprojektes werden die DASGIP GmbH, ein Unternehmen der Eppendorf Gruppe, und das Eppendorf Bioprocess Center, Bioreaktorlösungen speziell für die Anzucht der iPS-Zellen in großen Volumina entwickeln. „Wir freuen uns darüber mit dem Eppendorf Bioprocess Center im TECHNOBEAT Projektteam zu arbeiten. Im Rahmen unserer langjährigen Kooperationen haben wir bereits gemeinsam Bioreaktoren entwickelt, in denen bis zu 100 mL iPS-Zellen erfolgreich kultiviert werden“, erläutert Dr. Robert Zweigerdt, Arbeitsgruppenleiter an der Medizinischen Hochschule Hannover und TECHNOBEAT Projektkoordinator. „Die spannende Herausforderung ist es nun, das Produktdesign auf die Anforderungen der Stammzellenkultivierung im weit höheren Maßstab von 1 L anzupassen“, kommentiert Katharina Kinast, projektverantwortliche Produktmanagerin Bioprozesstechnik am Eppendorf Bioprocess Center. Die Entwicklungsingenieure und Produktmanager von Eppendorf werden dazu neuartige Rührer und spezielle Gefäße konstruieren, die es ermöglichen, integrierte Filtersysteme, sowie holographische Mikroskopie der Firma Ovizio Imaging Systems NV/SA, Belgien einzubinden. „Die Mischungseigenschaften und der Einfluss von Scherkräften auf die Stammzellkulturen werden somit optimiert. Die Bildung von Gewebeaggregaten kann engmaschig kontrolliert und in Echtzeit bildlich dargestellt werden“, so Katharina Kinast. Eppendorf wird darüber hinaus seine Expertise in der Polymerproduktion und dem Bioreaktordesign nutzen, um Einweg-Bioreaktoren zu entwickeln, mit denen die iPS-Zellen GMP-konform produziert werden können.
TECHNOBEAT kann bahnbrechende neue Erkenntnisse und Methoden liefern, die die klassische Transplantationstechnik bei Herzerkrankungen revolutionieren. „Zukünftig könnten diese kleinen Gewebeverbunde außerhalb des Körpers in Bioreaktoren gezüchtet und dann als Zellimplantat zur Reparatur von erkranktem Herzgewebe in Patienten injiziert werden“, erklärt Robert Zweigerdt anschaulich. „Davon könnten jährlich hunderte von Herzpatienten, die auf eine Organtransplantation warten, profitieren.“
Das Pan-Europäische TECHNOBEAT Projekt bildet einen ganzheitlichen und anwendungsorientierten Forschungsansatz. Erstmalig verbindet das Konsortium Technologien zur Massenproduktion von Stammzellen unter speziellen Qualitätskriterien mit einer Strategie um implantierbares Mikrogewebe zu züchten sowie Evaluierungsmethoden um den Implantationserfolg im Säugetierorganismus zu überwachen und anerkannter klinischer Expertise in Kardiologie, Herzchirurgie und der multimodalen Bildgebung.
Das Projekt hat eine Laufzeit von vier Jahren. Beteiligt sind neben der Medizinischen Hochschule Hannover und Eppendorf auch die Medizinischen Center der Universitäten Leiden und Utrecht, Niederlande, die Universität von Sheffield, Großbritannien, die Paracelsus Medizinische Privatuniversität, Österreich sowie die Firmen Ovizio Imaging Sytems NV/SA, Belgien und Kadimastem Ltd., Israel.
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