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NRW beginnt mit automatisierter Produktion von Patienten-eigenen Stammzellen
Forscher werden bald zu Industriellen, die Billionen von Zellen für - bestenfalls individuelle - Wirkstoffentwicklungen herstellen. Dies geschieht in der „StemCellFactory“ – einem Projekt von Stammzellforschern, Ingenieuren, Biomedizinern und Technikern, die zum Großteil dem Kompetenznetzwerk Stammzellforschung Nordrhein-Westfalen angehören. 2013 soll eine Produktionsstraße demonstrieren, wie reprogrammierte Zellen in großen Mengen in immer gleicher, geprüfter Qualität entstehen können. Die Wissenschaftlerin Simone Haupt erklärt die Entwicklung.
Die Tage, in denen Stammzellforscher in mühseliger Laborarbeit die Lebensuhr von Zellen zurückdrehen, um aus ihnen die so genannten induziert pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) zu gewinnen, sind gezählt. Die Zukunft gehört der industriellen Produktion – ganz im Sinne von Patienten, die zum Beispiel unter Herz- oder Nervenerkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer leiden. Denn wenn die StemCellFactory ihre Arbeit aufnimmt, dann können Hautproben dieser Patienten reproduzierbar und standardisiert in Billionen von Nerven- oder Herzzellen verwandelt werden. „Ziel ist es, ausreichende Mengen an Zellen, die alle einem industriellen Qualitätsstandard entsprechen, zu produzieren“, erklärt Simone Haupt. „Mit solchen Zellen ist es erstmals möglich, Wirkstoffbibliotheken direkt an Patienten-spezifischen Zellen zu testen, die von der jeweiligen Erkrankung betroffen sind – ein absolutes Novum in der Wirkstoffforschung.“
Die 38-jährige Wissenschaftlerin gehört zu einer Gruppe von Forschern verschiedener Disziplinen, die engagiert an einem Demonstrationsmodell der StemCellFactory arbeiten. Dazu gehört unter anderem das biomedizinische Unternehmen „Life & Brain“, das in enger Kooperation mit Bayer Technology Services (BTS) die Skalierung der zellulären Produkte sowie deren Bereitstellung in industriell verwertbaren Zellkulturformaten bearbeitet. Die Abteilung Zell- und Entwicklungsbiologie am Max-Planck-Institut (MPI) für molekulare Biomedizin in Münster steuert Know How über die Reprogrammierung von Stammzellen bei, derweil sich die Ingenieure der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen um die Prozessentwicklung und Qualitätskontrolle kümmern.
„Einzelne Geräte wie Mikroskope oder Zellkultur-Roboter gibt es bereits zu kaufen, aber vieles muss auch neu entwickelt werden“, sagt Simone Haupt. Hierbei hilft das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen: Es hat bereits eine Tissuefactory für die kosmetische Industrie errichtet. Die StemCellFactory wird zudem von erfahrenen Technikern der Firmen HiTec Zang und Bayer Technology Services (BTS) betreut. „Sie berechnen unter anderem, wie die Software die Prozesse innerhalb der StemCellFactory steuern kann – und überlegen, wie die verschiedenen Geräte, die dafür notwendig sind, am besten miteinander kommunizieren“, erläutert Stammzellforscherin Haupt.
Mehr als 40 Experten sind seit Ende 2009 damit befasst, die StemCellFactory zu planen und zu entwickeln. Rund sechs Millionen Euro Fördergeld gab es für das komplette Konsortium vom Ziel 2-Programm des Landes NRW. „Wir wollen eine Maschine herstellen, die den Mangel an Know-How und geschulten Personal ersetzt. So können zum Beispiel pharmazeutische Unternehmen Zellen für ihre Medikamententwicklungen im Bereich Herz- oder Nervenerkrankungen beziehen. Die StemCellFactory ist aber ebenso für Unternehmen im Bereich der Laborautomation interessant,“, sagt Simone Haupt.
Acht mal drei Meter soll die Produktionsstraße der StemCellFactory umfassen. Bis Ende 2012 wird sie erstmals montiert und nach einem Funktionstest, sowie nach einer technischen Abnahme nimmt sie ihre Arbeit 2013 bei LIFE & BRAIN in Bonn auf. Stammzellforscherin Haupt ist gespannt und freut sich schon auf das „Feintuning“ – und darauf, dass die Zellen bald in großem Stil in der Wirkstoffforschung eingesetzt werden können.
Weitere Informationen gibt es unter www.stemcellfactory.de