Neue 3D-Zellkulturmodelle ermöglichen präzisere Medikamententests für Alzheimer. Diese Innovation könnte Tierversuche reduzieren, klinische Studien effizienter gestalten und den Weg zu besseren Therapien ebnen.
Die neuen 3D-Zellmodelle verbessern die Vorhersagbarkeit der Wirkung von neuen Alzheimer-Medikamenten.
Adobe Stock / Atthapon
Die Alzheimer-Krankheit bleibt trotz jahrzehntelanger Forschung eine der größten Herausforderungen der Medizin. Forschende auf der ganzen Welt haben zahlreiche Wirkstoffe entwickelt, die jedoch häufig in der klinischen Phase scheitern. Ein Hauptgrund dafür ist, dass sich deren Wirksamkeit in bisherigen Modellen nur unzureichend vorhersagen lässt. Dr. Miriam Christlmeier, Projektleiterin des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „Alzheimer-3D“ und Leiterin des Programms „Neurodegeneration“ an der ISAR Bioscience GmbH, erklärt: „Unser innovatives 3D-Zellkulturmodell könnte dieses Problem entscheidend verbessern.“
Neue Hoffnung durch präzise Nachbildung der Krankheit
Das Team um Christlmeier arbeitet daran, die Alzheimer-Krankheit in komplexen Zellkulturmodellen möglichst realitätsnah nachzubilden. Diese Modelle basieren auf humanen, induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen), die zu spezifischen, von Alzheimer betroffenen Zelltypen differenziert werden. „Mit diesen Modellen generieren und testen wir therapeutische Antikörper gegen krankheitsfördernde Zielstrukturen“, so Christlmeier.
Diese präzise Nachbildung der Krankheit soll es ermöglichen, potenzielle Arzneimittel frühzeitig zu identifizieren und zu optimieren. „Unser Ziel ist es, den gesamten Entwicklungsprozess effizienter zu gestalten, um vielversprechende Therapeutika schneller zu den Betroffenen zu bringen“, fügt sie hinzu.
Dr. Miriam Christlmeier ist Leiterin des Programms „Neurodegeneration“ an der ISAR Bioscience GmbH.
Jörg Steffens
Automatisierung und KI: Effizienzsteigerung durch Technologie
Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Automatisierung der Zellkulturprozesse, um eine größere Testkapazität und verbesserte Reproduzierbarkeit zu erreichen. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Dominik Paquet vom Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung München arbeitet das Team an der Einführung von KI-gestützten Prozessen, um die Auswertung der Zellkulturexperimente weiter zu optimieren. „Die größte Herausforderung besteht darin, die Kulturmodelle reproduzierbarer zu machen und in großem Maßstab herzustellen“, erläutert Christlmeier. „Die Automatisierung dieser Prozesse ist entscheidend, um die Variabilität zu minimieren und die Effizienz unserer Forschung zu steigern.“
Trotz dieser vielversprechenden Ansätze bleibt der Weg zur Zulassung eines neuen Alzheimer-Medikaments lang und kostspielig. Die Forschende planen, eine Zelllinie sowie eine Master Cell Bank für die Produktion eines spezifischen Alzheimer-Antikörpers zu etablieren, die den Anforderungen der Good Manufacturing Practice (GMP) entspricht.
Nach der präklinischen Phase sollen klinische Studien durchgeführt werden, die eine Zulassung ermöglichen. „Wenn alles gut läuft, dann hoffen wir, dass uns bis zum Jahr 2030 ein neues Medikament zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit zur Verfügung stehen wird,“ sagt Christlmeier.
Zukunftsperspektiven: Mehr als nur ein Modell
Das Alzheimer-3D-Projekt ist mehr als ein wissenschaftliches Experiment. Es symbolisiert die Hoffnung auf eine Zukunft, in der die Krankheit besser verstanden und behandelt werden kann. „Unser komplexes Modell hat das Potenzial, Tierversuche in der Medikamentenentwicklung überflüssig zu machen“, betont Miriam Christlmeier. Zudem könnte es als Grundlage für die Entwicklung neuer, effektiver Therapeutika dienen und somit nachhaltig die Gesundheitsversorgung verbessern.
