2021

CellRotor 2.0 – Automatisierte Isolierung von adulten, körpereigenen Stammzellen aus Fettgewebe für die regenerative Zelltherapie

Die regenerative Zelltherapie hat in den letzten Jahren bei Wissenschaftlern, Klinikern und der Öffentlichkeit zunehmende Aufmerksamkeit erlangt. Die Attraktivität mesenchymaler Stammzellen für die regenerative Zelltherapie basiert auf ihrer Fähigkeit, Vorläuferzellen für unterschiedliche Zelltypen und ganze Gewebestrukturen bereitstellen zu können. Dabei sind insbesondere die körpereigenen UA-ADRCs – fresh, uncultured, unmodified, autologous adipose-derived regenerative cells – in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Die Isolierung von UA-ADRCs aus Fettgewebe erfolgt derzeit mit komplexen und teuren automatisierten Verfahren oder mit Zentrifugen-basierten Verfahren, die mehrere manuelle Arbeitsschritte beinhalten. Letztere können sich negativ auf die Effektivität und Sicherheit dieser Technologien auswirken.

Ziel des Vorhabens ist, ein Verfahren zur automatisierten Isolierung von UA-ADRCs mithilfe eines neuartigen, integrierten Reagenzsystems für marktübliche Zentrifugen zu etablieren. Ein solches System könnte einen neuen Stand der Technik in der regenerativen Zelltherapie definieren. Das automatisierte Verfahren soll möglichst einfach, sicher und anwendungs­orientiert sein, um den routinemäßigen Einsatz im klinischen Umfeld zu ermöglichen. Die Automatisierung kann die Attraktivität dieser Technologie für die Anwender – und aller Wahrscheinlichkeit nach auch die Akzeptanz durch Zulassungsbehörden – deutlich erhöhen.


Charakterisierung innater und adaptiver Immunantworten nach SARS-CoV-2-Infektion zur Identifikation von Biomarkern und Entwicklung von Risiko-adaptierten Therapieansätzen (ImmunoVID)

Die COVID-19-Erkrankung zeigt äußerst variable klinische Verläufe. Bei ca. 14 % der Patienten kommt es zu einer schweren Erkrankung mit hoher Mortalität, die mit überschießender Entzündungsreaktion, Blutgerinnungsstörungen und Herz-Kreislauf-Komplikationen einher­geht. Die Ursachen für diese äußerst unterschiedlichen Verläufe sind bisher nicht ausreichend verstanden, und eine gezielte Therapie ist bisher nicht etabliert. Bei schweren COVID-19-Fällen scheint es zu einer fehlregulierten Immunantwort auf das SARS-CoV-2-Virus zu kommen.

In diesem Projekt werden die Immunantworten bei hospitalisierten COVID-19-Patienten im longitudinalen Krankheitsverlauf untersucht. An Patientenproben der CORKUM-Biobank des LMU Klinikums werden die Immunzellen im Blut ausführlich charakterisiert. Zusätzlich werden das Proteom und epigenetische Marker in PBMC untersucht und umfassende Untersuchungen der Proteine im Blutplasma zusammen mit den industriellen Partnern durchgeführt.

Die gewonnenen Daten werden in Bezug zu den klinischen Daten gesetzt. Dadurch wird ein tieferes Verständnis der Vorgänge erzielt, die zu schweren Erkrankungsverläufen führen. Die Daten dienen der Identifizierung von Biomarkern und möglichen therapeutischen Strategien im Sinne einer individuellen Therapie von COVID-19-Patienten. Für die daraus zu entwickelnden diagnostischen Werkzeuge sehen die Antragsteller auch für das klinische Management anderer viraler und entzündlicher Erkrankungen ein großes Potenzial.


Forschungsverbund SHIELD – Sichere heimische (Bio-)Lebensmittel durch sensorische Detektionsverfahren

In Lebensmittelunternehmen müssen beschädigte oder für den menschlichen Verzehr ungeeignete Lebensmittelrohstoffe aussortiert werden, wodurch es zu relevanten Lebensmittelverlusten kommt. Aktuell basiert die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln meist auf Stichproben statistisch ausgewählter Gebinde, die durch zeit- und kostenintensive Labormethoden analysiert werden. Schimmelpilzbefall bspw. verteilt sich nicht homogen über eine gesamte Charge, sondern es ergeben sich lokale Stellen mit höheren Konzentrationen. Stichprobenuntersuchungen können diese Hotspots nicht zuverlässig detektieren und die zeitliche Entwicklung nicht abbilden.

Durch schnelle und effiziente Detektion von Schadprozessen entlang der Wertschöpfungskette sollen umfassende Betrachtungen von Chargen durch den Einsatz optischer Verfahren und Gassensorik in kombinatorischem und systemischem Ansatz gewährleistet werden. Durch die generierten Daten sind ebenfalls Vorhersagen über Qualität, Haltbarkeit und Authentizität der Produkte möglich, was kombiniert mit einem Warenwirtschafts­system zur Reduzierung der Lebensmittelverluste beiträgt.

Diese Vorhersagen können helfen, Logistikpläne zu erzeugen: Kürzere Lieferwege und Lagerzeiten erhöhen die Frische der Lebensmittel und führen zur Senkung der Kosten und Lebensmittelverluste. Durch eine Optimierung der Produktion soll zudem sichergestellt werden, dass Chargen gemäß individuellen Qualitätseigenschaften best­möglich verplant, vertrieben und weiterverarbeitet werden.


2020

Antibiotisch-osmoprotektive Ionische Flüssigkeiten

Die Therapie bakterieller Infektionen wird mangels der Entwicklung von Antiinfektiva mit neuartigen Wirkmechanismen und der zunehmenden Resistenz vieler Erreger immer schwieriger. Bereits heute ist die Behandlung Biofilm-assoziierter bakterieller Infektionen nur sehr eingeschränkt möglich.


Charakterisierung von ACE2-IgG-Konstrukten

Das neue Coronavirus (SARS-CoV-2) benötigt für den Eintritt in die humane Wirtszelle die Bindung des viralen Spike-Proteins an das membranständige Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2), das physiologisch auf Endothel- und Epithelzellen exprimiert ist und den Gefäßtonus reguliert. Die Struktur des Spike-Proteins und seiner Rezeptor-bindenden Domäne sind weitgehend bekannt. Das Projekt verfolgt das Ziel, therapeutische Proteine zu entwickeln, die die Bindung der Viren mittels ihres Spike-Proteins an ACE2 inhibieren. Dazu werden Fusionsproteine bestehend aus der extrazellulären Domäne das ACE2-Proteins und des Fc-Teils von humanen Immunglobulinen (IgG) hergestellt.

Durch computergestütztes Strukturdesign werden geeignete Fusionsproteinvarianten identifiziert und diese anschließend rekombinant in Säugerzellen hergestellt. Mittels biophysikalischer, biochemischer, funktionaler und biologischer Methoden werden diese neuartigen Proteine bezüglich ihrer strukturellen und funktionellen Eigenschaften untersucht, inklusive der enzymatischen und der Virus-neutralisierenden Eigenschaften, d. h. der Fähigkeit, die Neuinfektion von Zellen und damit die Ausbreitung des Virus zu verhindern bzw. Angiotensin II zu spalten und damit der Entstehung von Lungenödemen und Organschäden entgegenzuwirken. Dabei werden verschiedene Design-Varianten verglichen, um die für die therapeutische Funktion wichtigsten Parameter zu identifizieren.


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Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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