Medizinische Biotechnologie

Optimierte, standardisierte Zellkulturtechniken und die darauf aufbauenden analytischen Messverfahren müssen bei der rasanten biotechnologischen Entwicklung von zukunftsorientierten, therapeutischen Konzepten Schritt halten. Der Bereich Medizinische Biotechnologie entwickelt hierfür innovative Zellkultursysteme und Testverfahren für die verschiedenen Bereiche der Stammzellforschung und Nanobiotechnologie. Im Bereich der Stammzellen steht heute die Verfügbarkeit des Materials in gleichbleibender Qualität im Vordergrund. Hierzu entwickeln wir robotische Plattformen, um die Effizienz und Reproduzierbarkeit der Kultivierungsprozesse zu optimieren.

Ein weiterer Schwerpunkt besteht in der Entwicklung und Testung neuer Applikationssysteme, die vor allem biologische Barrieren wie z. B. die Blut-Hirn-Schranke oder die gastrointestinale Barriere überwinden helfen sollen. In Transport- und Freisetzungsuntersuchungen werden Nanopartikel getestet, die zuvor mit Medikamenten beladen wurden und auf deren Oberfläche sich Ankermoleküle befinden, die bestimmte Strukturen an der Barriere erkennen, um so Wirkstoffe gezielt an den Wirkort zu transportieren. Hierfür werden darüber hinaus geeignete Barriere-Modelle entwickelt. Auch kommen neu entwickelte Zellkultursysteme und Testverfahren im Bereich der Nanotoxikologie zum Einsatz. Die Entwicklung dieser neuartigen Transportmethoden für Medikamente sowie die Untersuchung von Chancen und Risiken von Nanopartikeln werden im Rahmen verschiedener nationaler und internationaler Verbundprojekte gefördert.

Es werden außerdem zukunftsweisende Plattformen zum Sammeln, Präparieren, Konservieren und zur Verteilung von Bioreagenzien und klinischen Proben für weltweite Netzwerke entwickelt. Hierzu zählen optimierte Prozesse der Probenaufarbeitung und deren Kryokonservierung sowie die Produktion von Bioreagenzien. Neue Technologieplattformen für die Entwicklung und klinische Testung von Impfstoffen und neuen Therapien stehen zur Verfügung, z. B. werden Virus-Stocks in einer vollautomatisierten Anlage hergestellt.

Zu diesem Bereich gehört auch der Betrieb verschiedener Biobanken. So werden für ein deutsch-afrikanisches Verbundprojekt zur Erforschung des Krankheitserregers Staphylococcus aureus Stämme dieser Krankheitserreger gesammelt und für die Wissenschaft zur Verfügung gestellt. Die Wissenschaftler in Deutschland und Afrika wollen herausfinden, wie verbreitet und resistent die Erreger auf dem afrikanischen Kontinent sind und was getan werden kann, um die tödliche Gefahr einzudämmen.

Als eine weitere wichtige Biobank wird seit 2012 am Fraunhofer IBMT der Humanbereich der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) betrieben. Dabei handelt es sich um ein Archiv von Humanproben, welches als Teilbereich der Umweltprobenbank des Bundes ein zentrales Element der Bundesrepublik Deutschland zur Risikobewertung von Schadstoffen im Menschen, dem sogenannten Human-Biomonitoring, darstellt.