22. Juni 2021

Wirkstoff-Screening zur Therapie von Atemwegserkrankungen

Interview mit Dr. Torsten Fauth und Dr. Alice Kleber zum Einsatzpotenzial der bei BRAIN Biotech entwickelten In-vitro-Zellmodelle für das Wirkstoff-Screening im Bereich Atemwegserkrankungen

Dr. Torsten Fauth forscht mit seinem Team bei BRAIN Biotech schon seit längerem an Ionenkanälen, zuletzt mit Blick auf ihre Rolle bei der Regeneration der Epidermis. Mit einem im Unternehmen etablierten Ionenkanal-Zellmodell könnten Arzneimittel- oder Kosmetikfirmen, die Forschung für dermatologische Produkte betreiben, die Beeinflussung dieser Ionenkanäle („Targets“) durch ihre Wirkstoffkandidaten prüfen. Inzwischen sehen Fauth und seine Kollegin Dr. Alice Kleber im Business Development von BRAIN Biotech das Zellmodell auch in der Anwendung bei der Wirkstoffsuche im Bereich von Atemwegserkrankungen – z.B. als sogenanntes Active-Repurposing. Wir haben die beiden dazu näher befragt.

Torsten, bisher lag euer Augenmerk bei den Zellmodellen auf Hauterkrankungen und den daran beteiligten Ionenkanälen. Wie seid ihr zu der Einschätzung gekommen, dass die Zellmodelle auch für die Wirkstoffsuche bei respiratorischen Erkrankungen eingesetzt werden können?

Torsten Fauth: Wir verfolgen mit Spannung die neuesten technologischen Entwicklungen und wissenschaftlichen Publikationen, die sich mit der COVID-19-Forschung befassen. Dabei ist uns aufgefallen, dass die Rolle von Ionenkanälen, die wir bei BRAIN bisher in anderen Zusammenhängen untersucht haben, immer wieder auch bei Atemwegserkrankungen diskutiert wird.

Wir haben uns daher ausführlich mit der Literatur zu den molekularen und zellbiologischen Mechanismen der Atemwegs- und Lungenfunktion beschäftigt und Folgendes beobachtet: Die Mechanismen und Hauptakteure bei der Flüssigkeitssekretion bzw. der Barrierefunktion in den Atemwegen ähneln zum Teil stark den Mechanismen und Akteuren in den Schweiß- und Speicheldrüsen bzw. in der Epidermis. Das sind Forschungsfelder, in denen wir schon sehr lange aktiv sind und verschiedenste Modellsysteme entwickelt haben, mit denen gezielt neue Wirkstoffe im Hochdurchsatz – wir sprechen hier von einer Größenordnung von mehreren Zehntausend Substanzen – identifiziert werden können.

Wir denken, dass man die Chance, auf Basis unserer zellbasierten Screening-Möglichkeit einen Wirkstoff zu finden, der z.B. den Schleimabtransport fördert oder Wasseransammlungen in den Alveolen verhindert, nicht ungenutzt lassen sollte. Zumal das Thema „respiratorische Erkrankungen“ auch bei den Langzeitfolgen von COVID-19 eine große Rolle spielt.

„Wir denken, dass man die Chance, auf Basis unserer zellbasierten Screening-Möglichkeit einen Wirkstoff zu finden, der z.B. den Schleimabtransport fördert oder Wasseransammlungen in den Alveolen verhindert, nicht ungenutzt lassen sollte. “

Dr. Torsten Fauth, Research Scientist und Platform Coordinator bei BRAIN Biotech AG

Denkst du hier an die Neuentwicklung pharmakologisch aktiver Substanzen?

Torsten Fauth: Nicht unbedingt. Es gibt viele Wirkstoffe, die ursprünglich für einen konkreten medizinischen Einsatz entwickelt wurden, und bei denen man dann erst später, wenn man sie nochmal mit einem anderen Fokus betrachtet, weitere Eigenschaften entdeckt, die aus ihnen einen Wirkstoffkandidaten für eine weitere Anwendung machen. Wenn solche Wirkstoffe z.B. für die Kontrolle der Flüssigkeitssekretion zum Einsatz kommen, dann könnten sie, verabreicht z.B. über ein Nasenspray, auch eine positive Funktion auf die Schleimhautzellen haben.

Ein anderes Beispiel wäre, dass Wirkstoffe, die über die Aktivierung von Ionenkanälen die Hautbarriere verbessern, auch die bei COVID-19 stark beeinträchtigte Barriere des Lungenepithels verbessern könnten. Das ist besonders dann interessant, wenn sowohl in Hautzellen als auch in Lungenepithelzellen derselbe Ionenkanal dafür zuständig ist.

Ist das Thema „Aktivierung von Ionenkanälen“ eine Art Grundlagenforschung für dich und dein Team?

Torsten Fauth: Ja und nein. Wir sind hier schon sehr forschungsgetrieben unterwegs, aber gleichzeitig steht ja die Idee einer konkreten möglichen Anwendung dahinter. Ich würde unsere Aktivitäten daher als „anwendungsbezogene Grundlagenforschung“ bezeichnen. Die Basis sind unsere zellbasierten Screenline®-Assays, mit denen wir Zielmoleküle in vitro identifizieren und ihren Einfluss auf Keratinozyten testen. Diese Tests können wir auch auf andere Zellen, z.B. Lungenepithelzellen adaptieren.

Alice, als Mitarbeiterin im Business Development bist du Ansprechpartnerin für Unternehmen, die an einer Entwicklungspartnerschaft interessiert sind. Welche Möglichkeiten einer solchen F&E-Partnerschaft siehst du im Zusammenhang mit den zellbasierten Assays?

Alice Kleber: Wir haben einige relevante Zielstrukturen respiratorischer Erkrankungen in screening-fähigen Zellkultursystemen etabliert. Diese Testsysteme können wir einem Partner anbieten, um nach Wirkstoffkandidaten zu suchen: entweder kombiniert mit unseren Substanzbibliotheken – vorcharakterisierte Sammlungen von sogenannten Small-Molecules, die man auf eine potenzielle Wirkung testen könnte – oder der Partner stellt eigene Stoffsammlungen zur Verfügung, was v.a. dann interessant ist, wenn es sich z.B. um bereits als Arzneimittel zugelassene Substanzen handelt. Wenn man diesen eine weitere Wirkung zuordnen kann, wäre man schneller in der Anwendung; man nennt dies „Active Repurposing“. Für beide Optionen stellen wir unsere zellbasierten Testsysteme gerne zur Verfügung.

Was erwartet BRAIN Biotech von einem Industriepartner? Und was kann ein Industriepartner von uns erwarten?

Alice Kleber: Wir sind bei BRAIN Biotech auf die industrielle Biotechnologie fokussiert. Viele unserer Entwicklungen werden von Kunden aus der Lebensmittel-, der Chemieindustrie oder auch der Kosmetikindustrie in Auftrag gegeben. In diesen Branchen kennen wir uns aus. Die Gesundheitsbranche ist zwar mit unserer Eigenentwicklung Aurase® ein wenig näher an uns herangerückt, und auch einzelne Entwicklungen für die Pharmaindustrie sind bereits bei uns gelaufen. Dennoch bleibt unsere Expertise die Biotechnologie. Hier können wir uns mit unseren langjährigen Erfahrungen einbringen. Von einem Entwicklungspartner aus der Pharma- oder Medizintechnikbranche erwarten wir, dass er seine Kompetenzen und Erfahrungen aus der Wirkstoffentwicklung und den Regularien der Branche mit einbringt.



„Wir haben einige relevante Zielstrukturen respiratorischer Erkrankungen in screening-fähigen Zellkultursystemen etabliert. Diese Testsysteme können wir einem Partner anbieten, um nach Wirkstoffkandidaten zu suchen…“

Dr. Alice Kleber, Manager Technical Business Development bei BRAIN Biotech

Bis zu welchem Punkt würde eine solche Entwicklungspartnerschaft gehen? Ab wann könnte ein Kunde die Ergebnisse für die eigene Inhouse-Entwicklung nutzen?

Alice Kleber: Im Pharmaumfeld sehen wir unsere Rolle als F&E-Dienstleister: Wenn ein Kunde seine Stoffbibliotheken bei uns testen lässt, bleiben ihm selbstverständlich alle Rechte an der Substanz. Wir liefern die Wirkdaten und begleiten gerne weitere Entwicklungen wissenschaftlich, haben aber keine Ambitionen, einen eigenen Arzneistoff zu entwickeln.


Sie möchten mehr über unserer Zellmodelle erfahren oder im Rahmen einer F&E-Partnerschaft mit uns zusammenarbeiten? Kontaktieren Sie uns unter business@brain-biotech.com oder telefonisch unter +49 6251 9331 0.

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