Erforschung einer Analyseplattform zur schnelleren Untersuchung von Zellkulturen in der Arzneimittelentwicklung (ViroSens)

Bei der Suche nach neuen Medikamenten für Viruserkrankungen und neuen Impfstoffen werden interessante Substanzen unter anderem mit Hilfe von Zellkulturen erforscht und auf ihre Wirksamkeit geprüft. Diese Tests sind aktuell mit einem hohen zeitlichen Aufwand und hohen Kosten verbunden, da die komplexen experimentellen Abläufe viele manuelle Schritte beinhalten. Auch sind nach der Durchführung der Tests gründliche und somit zeitaufwendige Reinigungsschritte der Mehrwegprodukte notwendig. Eine Verringerung der Komplexität und dadurch des zeitlichen Aufwands und der Kosten für diese Tests würde die Suche nach neuen Impfstoffen sowie Medikamenten deutlich vereinfachen und beschleunigen. Dies könnte zum Beispiel bei der Bekämpfung der jährlichen Grippewelle und bei der Suche nach einem Impfstoff gegen HIV eingesetzt werden.

Das Projekt ViroSens hat sich deswegen die Etablierung einer kosteneffizienten Plattform für die Durchführung dieser zellbasierten Tests zum Ziel gesetzt. Zur Senkung des zeitlichen Aufwands soll das Gefäß für die Zellkultur (eine Mikrotiterplatte) als Einwegprodukt hergestellt werden, bei dem die zur Analyse notwendigen Sensoren in einem einfachen Druckverfahren auf den Kunststoff aufgedruckt werden sollen. Der erste Schritt ist hierfür die Erforschung der Materialien für verdruckbare Pasten und Tinten, mit denen der gleichzeitige Druck von Elektronik und Sensortechnik möglich wird. Unter anderem soll der pH-Wert der Zellkultur gemessen werden. Eine besondere Herausforderung ist es, die Zusammensetzung der Druckpasten so zu wählen, dass die Zellkulturen beim Kontakt keinen Schaden nehmen. Außerdem müssen in der Arzneimittelforschung umfangreiche regulatorische Anforderungen berücksichtigt und erfüllt werden.

Zur Realisierung einer Plattform, die einen automatisierten Durchsatz einer großen Anzahl von Proben ermöglicht, arbeitet das Konsortium des Projekts ViroSens ebenfalls an einem Messsystem zur gleichzeitigen Aufzeichnung der Messwerte in jeder Kammer der Mikrotiterplatte. Das Gesamt-system soll so gestaltet werden, dass automatisierte Messungen und Daten-analysen über längere Zeiträume unter Zellkulturbedingungen (spezifische Tempe-ratur und Luftfeuchtigkeit) programmiert werden können. Das finale Messsystem wird am Beispiel von HIV 1 mit aktuell eingesetzten Standardverfahren verglichen und bewertet. Im Erfolgsfall etabliert das interdisziplinäre Projektkonsortium eine Analyseplattform, um zukünftig die Untersuchung von Viren und die Entwicklung von Impfstoffen schneller, besser und günstiger zu gestalten.