Immun- und Entzündungswege spielen eine zentrale Rolle bei der Pathogenese von Lebererkrankungen, Colitis ulcerosa, multipler Sklerose, rheumatoider Arthritis und Diabetes. Sowohl das angeborene als auch das adaptive Immunsystem tragen zur Entwicklung dieser Erkrankungen bei. Bisher gibt es keine überzeugenden Ansätze, die das komplexe Geschehen in-vitro darstellen. Im Mittelpunkt des Projektes stehen die Hauptmerkmale des Immunsystems und der Entzündungswege bei der Entwicklung von zwei Erkrankungen – der nichtalkoholischen Steatohepatitis und Colitis ulcerosa. Das Ziel ist die Entwicklung eines Leber-Fettgewebe-Immun- sowie eines Leber-Fettgewebe-Darm-Immunchips. Diese sollen biologische Immunantworten vorhersagen – von der Erkrankung bis zur Therapie.
⇒ Rennert K, Steinborn S, Gröger M, et al. A microfluidically perfused three dimensional human liver model. Biomaterials. 2015;71:119-131. doi:10.1016/j.biomaterials.2015.08.043
Gefördert vom BMBF
Im Rahmen der COVID-19-Forschung des Netzwerks Universitätsmedizin kooperieren deutschlandweit infektiologisch-virologische Labore, um das Infektionsgeschehen von SARS-CoV-2 in humanen 3D-Modellen unterschiedlicher Organe zu analysieren und potentielle Wirkstoffe für die rasche klinische Anwendung zu identifizieren. Das UKJ-Team untersucht die SARS-CoV-2-Infektion an seinem Chip-Modell des Lungenbläschens, aber auch an den Organ-Chips für Leber und Darm.
⇒ Deinhardt-Emmer S, Böttcher S, Häring C, et al. SARS-CoV-2 causes severe epithelial inflammation and barrier dysfunction. J Virol. 2021 Feb 26;JVI.00110-21. doi:10.1128/JVI.00110-21 Online ahead of print.
Weitere Informationen zum NUM-Projekt OrganoStrat
Ohne enorme Anstrengungen zur Weiterentwicklung der Organchiptechnologie wird eine substanzielle Reduzierung und letztlich der Ersatz von Tierversuchen in der biomedizinischen Forschung nicht möglich sein. Das europaweite Netzwerk konzentriert sich daher auf drei Hauptaspekte:
- die Durchführung innovativer Forschungsprojekte, die auf eine industrielle Umsetzung abzielen,
- die Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern, die dies in Zukunft vorantreiben werden, und
- die Gründung eines europäischen Forschungsnetzwerkes Organchiptechnologie.
Gefördert als ITN im H2020-Programm der EU
Weitere Informationen auf der Verbundhomepage
Immune Safety Avatar: nonclinical mimicking of the immune system effects of immunomodulatory therapies
Ein europaweiter Forschungsverbund entwickelt neuartige immunkompetente In-vitro-Modelle mit einem Fokus auf mikrophysiologischen Systemen, speziell Organ-on-Chip-Plattformen. Diese neue Art von humanen Modellen eröffnet die Möglichkeit, Immuneffekte und Toxizitäten direkt in menschlichem Gewebe zu untersuchen. Damit können die Resultate besser auf den Menschen übertragen und wenig aussagekräftige Tierversuche vermieden werden. Im Jenaer Teilprojekt sollen Modelle für Darm, Leber und Lunge entstehen, jeweils mit wichtigen immunologischen Funktionen. Eingesetzt werden sollen diese Systeme unter anderem für die Testung immunonkologischer Therapien wie Car-T-Zellen oder neuer Checkpoint-Inhibitoren.
Gefördert im H2020-Programm der EU
Weitere Informationen auf der Verbundhomepage
Teilprojekt „Mikrobielle Besiedlung und Untersuchung der Mikroben-Wirt-Interaktion in einem dynamischen Darm-on-chip-Modell“
Das für die Gesundheit und die Fitness des Wirts essentielle Darmmikrobiom ist extrem vielfältig und individualisiert. Es enthält jedoch auch opportunistische Pathogene, wie z.B. den Pilz Candida albicans, der Krankheiten verursachen kann, wenn das Mikrobiom gestört ist, z.B. bei systemischen Infektionen. In diesem Projekt wird ein Gut-on-Chip-Modell etabliert, um die Prozesse und die Dynamik der Interaktionen von C. albicans mit antagonistischen Bakterien und menschlichen Darmepithelzellen zu untersuchen.
⇒ Maurer M, Gresnigt MS, Last A, et al. A three-dimensional immunocompetent intestine-on-chip model as in vitro platform for functional and microbial interaction studies. Biomaterials. 2019;220:119396. doi:10.1016/j.biomaterials.2019.119396
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