Bioactives & Performance Biologicals – Von der Rezeptorbiologie zum Wirkstoff
In biologischen Systemen haben Rezeptoren eine Schlüsselfunktion, wenn es darum geht, die Umwelt wahrzunehmen oder mit ihr zu wechselwirken. Das Aktivieren oder Hemmen dieser Strukturen durch passende Substanzen steuert u.a. physiologische Reaktionen, z.B. die unseres Körpers. Rezeptoren sind daher geeignete Zielstrukturen (Targets), um Substanzen zu identifizieren, die zum Erhalt und zur Verbesserung von Gesundheit und Wohlbefinden eingesetzt werden könnten.
Rezeptoren in geeigneten Modellsystemen zu erforschen und potenzielle Modulatoren zu evaluieren sind die wissenschaftliche Grundlage unserer F&E-Unit „Bioactives and Performance Biologicals“. Mit innovativen Ansätzen identifizieren und entwickeln wir Wirkstoffe. Die F&E-Unit stellt hierzu hochmoderne Zellkultur-Modellsysteme, einzigartige Screening-Ressourcen sowie eine starke Bioinformatik-Toolbox zur Verfügung.
In einem offenen, kreativen Umfeld entwickeln wir auf Basis aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse fortlaufend neue Ideen und arbeiten innovative Konzepte aus. So identifizieren wir z.B. neue relevante Zielstrukturen für Hochdurchsatz-Screenings. Die langjährige Erfahrungen unserer Expert:innen in der Anwendungstechnik und in der Prototyp-Entwicklung sowie ein lebendiges Netzwerk mit akademischen, klinischen und industriellen Partnern bereichern außerdem unsere Entwicklungsarbeit.
Fazit: Wir unterstützen Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Identifizierung des Targets über das Screening neuartiger Wirkstoffe bis hin zu anwendbaren Prototypen.
Kontaktieren Sie unseren Experten
Dr. Dirk Sombroek
ist unser Experte im Bereich BioActives & Performance Biologicals
Arbeiten Sie mit uns zusammen und profitieren Sie von unserem Technologieportfolio
Kunden profitieren von unserer langjährigen Erfahrung bei der Entwicklung von Zelllinien, unseren etablierten Testsystemen (Screenlines®), der angewandten Bioinformatik sowie von den proprietären Screening-Bibliotheken der BRAIN-Gruppe.
„Wir sind begeisterte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen mit großer Fachkenntnis und langjähriger Erfahrung in der Zell- und Rezeptorbiologie. Darüber hinaus entwickeln wir kreative passende Lösungen. Von dieser starken Kombination profitieren unsere Partner.“
Worin wir wirklich gut sind:
Wir entwickeln zelluläre Modellsysteme für Gesundheit und Ernährung
Die vielfältigen biologischen Funktionen in Lebewesen basieren auf spezialisierten Organen, die aus mehreren, sehr unterschiedlichen Zelltypen bestehen. Um bestimmte Funktionen dieser komplexen Vorgänge im Labor nachzubilden, entwickeln wir sogenannte zellbasierte Modelle. Diese Miniaturisierung ermöglicht es nicht nur einzelne Zielproteine, sondern auch das gesamte zelluläre Verhalten schnell und quantifizierbar auszulesen.
Wir arbeiten seit langem mit akademischen und industriellen Partnern an der Entwicklung neuartiger zellbasierter Modelle und bietet unsere Expertise an, um maßgeschneiderte Zelllinien und Assays sowohl in 2D- als auch in 3D-Formaten zu entwickeln.
Unser Schwerpunkt liegt darauf, Geschmackswahrnehmung und Hautfunktionen nachzustellen, um neue Wirkstoffe für die Ernährung und die (Haut-) Gesundheit zu finden. Dies ermöglicht unseren Forschungspartnern und Kunden, neue mechanistische Erkenntnisse über die biologischen Prozesse zu gewinnen, aber auch neue Behandlungskonzepte oder Wirkstoffe zu testen.
Entwicklung von Zelllinien
Um eine Vielzahl unterschiedlicher physiologischer Funktionen
nachzustellen, haben wir bei BRAIN Biotech eine eigene umfangreiche
Zellliniensammlung mit verschiedensten menschlichen und tierischen
Zelltypen aufgebaut.
Unser aktives Netzwerk mit klinischen Partnern ermöglicht den Zugang
zu Biopsiematerial und zu primären Zellen, die mit unserer Toolbox zur
virusbasierten Immortalisierung in stabile Zelllinien überführt werden
können.
Wir verwenden sowohl klassische immunhistologische Methoden, als auch Next-Generation-Genexpressionsanalysen, um neue industrierelevante Targets für Kunden zu identifizieren.
Langjährige Erfahrungen im klassischen Engineering sowie proprietäre
CRISPR-Technologien haben bei BRAIN ein einzigartiges Portfolio an
Screenlines® hervorgebracht: Stabile Zelllinien, die
relevante Targets exprimieren (besitzen) oder bei denen diese gezielt
ausgeschaltet wurden (z.B. Membranrezeptoren oder Ionenkanäle).
Nicht modifizierte, ursprüngliche tierische und menschliche Zellen
(z.B. von der Zunge oder von der Haut), die sich durch eine natürliche,
unveränderte Zusammensetzung von Targets auszeichnen, ergänzen die
Sammlung.
Miniaturisierte Sensorik-Modelle
Damit biologische Funktionen aufgeklärt werden können, aber auch um die Wirkweise und Potenz neuer bioaktiver Inhaltsstoffe zu beurteilen, ist es wichtig, zelluläre Prozesse messen und visualisieren zu können. Unsere Screenlines® eignen sich auch als Chassis für das Einbringen von genetisch kodierten Sensoren oder Fluoreszenzfarbstoffen für quantitative Messungen – z.B. von Veränderungen der Konzentration von Botenstoffen oder der Verfolgung von Ionenflüssen.
Damit die Komplexität multizellulärer 3D-Interaktionen möglichst naturnah abgebildet wird, konzentrieren sich unsere neuesten Entwicklungen auf Zellkulturmodelle der nächsten Generation und ihre Anpassung für den industriellen Einsatz: dreidimensionale, multizelluläre Organoid-Systeme in Kombination mit hochauflösender Mikroskopie, die einzigartige Einblicke in (patho-) physiologische Bedingungen in einer relevanteren 3D-Umgebung ermöglichen.
Unsere zellbasierten Modelle machen es möglich, einzelne haut- und geschmacksrelevante Ionenkanäle, Rezeptoren und Enzyme nachzuahmen. Sie können für die Wirkstofftestung in Anwendungsbereichen wie z.B. Anti-Aging, Hautregeneration, Juckreiz, Entzündungen oder Geschmackswahrnehmung eingesetzt werden.
Was uns auszeichnet
Hochflexible kundenspezifische Entwicklung zellbasierter Assays
Einzigartige patentrechtlich geschützte zellbasierte Modelle und validierte, etablierte Assays
Modernste Zellkultur-Technologien, die kontinuierlich weiterentwickelt werden
Towards Novel Bioactive Antiperspirants for Cosmetic Applications
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Hypotonic stress response of human keratinocytes involves LRRC8A as component of volume‐regulated anion channels
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Analysis of Calcium Signaling in Live Human Tongue Cell 3D-Cultures upon Tastant Perfusion
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Profiling Cisplatin Resistance in Head and Neck Cancer: A Critical Role of the VRAC Ion Channel for Chemoresistance
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Wir recherchieren und validieren laufend neue Targets und Konzepte für neue Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten. So halten wir für unsere Kunden exklusive, einzigartige und innovative Ansätze für die Produktentwicklung bereit.
Zusätzlich entwickeln wir zellbasierte Modelle und Assays für spezifische Fragestellungen. Alternativ können Kunden aus gut etablierten und sofort einsatzbereiten (ready-to-screen) Assays für wichtige Targets wie unsere TR(i)P2-Programme wählen.
Wir stellen neuartige Bioactives für Gesundheit und Ernährung bereit
Die Industrie ist stets auf der Suche nach innovativen Konzepten, die zu neuartigen Produkten führen. Die Entwicklung neuer Wirkstoffe wird jedoch immer schwieriger: Nagoya-Regeln, Nachhaltigkeitsaspekte, unterschiedliche regionale Anforderungen und Zulassungsverfahren müssen berücksichtigt werden.
Kreative Ansätze, die (rationale) Priorisierung und eine anwendungsbezogene Entwicklung werden daher immer wichtiger. Die größten Herausforderungen können dabei in den einzelnen Anwendungsbereichen (z. B. Lebensmittel, Futtermittel oder Kosmetika) durchaus unterschiedlich sein.
Neue Wirkstoffe entdecken
Mit eigenen zellbasierten sensorischen Modellen (Screenlines®) können wir neuartige Wirkstoffe identifizieren. Mit unseren Assay-Systemen testen wir für Industriekunden im Rahmen von Screening-Kampagnen große Substanzbibliotheken (von Reinstoffen bis zu Mischungen). Diese Substanzen können z.B. Naturstoffe oder Fraktionen aus essbaren Pflanzen aus der Sammlung unserer Tochtergesellschaft AnalytiCon Discovery sein. Neu identifizierte, vielversprechende Kandidaten werden hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität charakterisiert: Potenz- und Wirksamkeitsprüfungen, Analysen zum Wirkmechanismus sowie spezielle Testverfahren (sogenannte Counterscreens) zur Beurteilung der Selektivität. Mit diesem Ansatz unterstützen wir unsere Industriepartner bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe für ein breites Anwendungsspektrum.
Innovative Wirkstoffe entwickeln
Nach der Identifizierung neuer Wirkstoffe in der initialen Forschungsphase begleiten wir die weitere Evaluierung geeigneter Entwicklungskandidaten in ersten Machbarkeitsstudien (Proof-of-Concept) für ausgewählte Anwendungen. Speziell im Kosmetik- und Lebensmittelbereich bieten wir Know-how und technische Kompetenz zur Charakterisierung und Formulierung von Wirkstoffen. Dazu gehört auch, Produktprototypen für Wirksamkeits- und Verträglichkeitsstudien sowie Anwendungstests zu erstellen.
Ein Netzwerk von externen Experten und Institutionen (Toxikologen, Gutachter bzw. Formulierungsspezialisten) ergänzt bei Bedarf die notwendigen Fachkenntnisse. Tochterunternehmen der BRAIN-Gruppe können in die Bereitstellung von Substanzen und Extrakten (durch AnalytiCon Discovery) oder in die Produktion von kosmetischen Produkten eingebunden werden. Auf diese Weise unterstützt BRAIN seine Partner entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von einem Target bis zum Endprodukt.
Unsere Alleinstellungsmerkmale
Einzigartige Kombination aus natürlichen Ressourcen (Nagoya-konform, aus essbarem Biomaterial, IECIC-konform) und etablierten zellbasierten Testsystemen
Ausgeprägte Expertise in der Zell- und Rezeptorbiologie ermöglicht neuartige Screening-Ansätze und gezielte Wirknachweise
Ganzheitliche Innovationsentwicklung: Vom Target bis zur Anwendung
Human cell-based taste perception – a bittersweet job for industry
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Inhibition of TRPV1 for the treatment of sensitive skin
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Wir bieten einen kompletten Innovationsprozess: von der Konzeptentwicklung über die Target-Validierung und das Wirkstoff-Screening bis hin zur Analyse des Wirkmechanismus. Darüber hinaus ermöglichen wir die Prüfung physiologischer Effekte mittels In-vitro-Modellen für haut- und geschmacksrelevante „Readouts“ und erste Machbarkeitsstudien. Wir beraten und unterstützen unserer Kunden bei der Dateninterpretation und Anwendungsprüfung sowie bei der Belegung von Wirkaussagen (Claims).
Eines der am schnellsten wachsenden und zukunftsweisenden Felder in der Biotechnologie ist die in-silico-basierte Analyse von forschungsbezogenen Daten. Zur Bewältigung dieser Aufgabe entwickeln, evaluieren und pflegen wir bioinformatische Lösungen zur Unterstützung aller von BRAIN abgedeckten Forschungsbereiche.
Erweiterte Möglichkeiten durch Next-Generation-Sequencing
Eine unserer Hauptkompetenzen ist das Erfassen und Analysieren von
DNA- und RNA-Sequenzdaten im Hochdurchsatz mittels
Next-Generation-Sequencing (NGS). Wir setzen proprietäre Arbeitsabläufe
und selbst entwickelte, hochmoderne Nanopore-Sequenzierverfahren ein und
entwickeln sie weiter, um den wachsenden Anforderungen interner und
externer Projekte gerecht zu werden.
Darüber hinaus entwickeln wir maßgeschneiderte Tools zur Analyse aller Arten von Sequenzen, Screening-Ergebnissen und allgemeinen bioinformatischen Herausforderungen. Alle Software-Tools werden auf die jeweiligen Bedürfnisse ausgerichtet und ständig weiterentwickelt. Unsere interne Expertise ermöglicht dabei einen schnellen und zuverlässigen Ablauf und – je nach Datenlage – eine unmittelbare Anpassung der Methoden oder der Analyse. So können hochgradig individuelle und effiziente bioinformatische Arbeitsabläufe angeboten werden.
Intelligenter Einsatz von Omics-Technologien
Wir bieten unseren Kunden schnelle Biodiversitätsanalysen von komplexen Proben an, vom Mikrobiom bis hin zu Umweltproben: De-novo-Analysen zur Untersuchung des genetischen Hintergrunds oder des metabolischen Potenzials sowie die Überwachung von Veränderungen in einem Konsortium nach Anwendung eines bestimmten Stimulus, z.B. eines Wirkstoffs.
Differenzielle Genexpressionsanalysen ermöglichen es außerdem, Reaktionen zu identifizieren, die durch einen Wirkstoff angesteuert und moduliert werden können.
Digitale (Metagenom‑) Bibliotheken – darunter proprietäre Daten und öffentliche Datenbanken – können genutzt werden, um vorteilhafte Stämme, Enzyme, Metaboliten oder Effekte zu identifizieren.
Unser Verständnis der zugrunde liegenden Biologie und Technologie macht es uns möglich, maßgeschneiderte Projekte zu realisieren.
Unsere USPs
Hochflexibler, kundenspezifischer Ansatz, der alle Arbeiten vom Labor bis zur Bioinformatik abdeckt
Einsatz modernster Technologien und Methoden, die kontinuierlich weiterentwickelt werden
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Wir ermöglichen einen flexiblen, kundenspezifischen Workflow: von der Konzeptentwicklung über die Probennahme und Datenerfassung bis hin zur bioinformatischen Analyse. Wir begleiten und unterstützen unsere Kunden bei der Dateninterpretation und der weiteren Umsetzung in Produktideen und Marketingkonzepte.
