Der Forschungsverbund „Next Generation Drugs“ (NGD) adressiert in einzigartiger Weise biobasierte Technologieentwicklungen, biomedizinische Forschung und nachhaltige Bioökonomie, um die Strukturwandelziele in der ehemaligen Kohle-Region Lausitz erfolgreich umzusetzen. NGD ist integrierter Bestandteil des Lausitz Science Parks der BTU am Standort Senftenberg. Basierend auf der wissenschaftlichen Expertise der Partner:

• Brandenburgische Technischen Universität Cottbus - Senftenberg (BTU: Fachgebiete Enzymtechnologie sowie Molekulare Zellbiologie),
• Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI-BB) und das
• Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)

wird der Transfer der Forschungs- und Entwicklungsergebnisse in Unternehmen sowie die Stärkung der Attraktivität der Region für Fachkräfte und Studierende fokussiert.

Zielstellung ist es erstmalig wirksame Leber-Metaboliten aus Medikamenten in vitro biokatalytisch zu erzeugen, maßgeschneidert zellulär anzupassen, pharmazeutisch zu testen und als NGDs zu formulieren. Im Ergebnis werden unerwünschte Metaboliten und Nebenwirkungen, die bei der Umwandlung des Basismedikamentes in der Leber entstehen, vollständig vermieden. Das NGD-Konsortium konzentriert sich dabei auf eine neuartige Vielfalt an oxidativen Biokatalysatoren, den unspezifischen Peroxygenasen (UPO) – Häm-Thiolat-Proteine, die sich promiskuitiv bezüglich anspruchsvoller Sauerstoff-Transfer-Reaktionen verhalten. Funktionell betrachtet sind UPOs außerhalb der Pilzhyphen agierende Monooxygenasen, die ein peroxidbürtiges Sauerstoffatom auf diverse Moleküle übertragen. Dabei ähneln die Produktspektren hinsichtlich der Umsetzung pharmazeutischer Wirkstoffe oder Xenobiotika jenen von Cytochrom-P450-Monooxygenasen, die als universelle Entgiftungsenzyme in der menschlichen Leber aktiv sind.

Der vorliegende Antrag zeigt anhand prominenter Arzneistoffe wie Clopidogrel, durch welche Cytochrom-P450-Isoenzyme aktive Metaboliten in der Leber zellulär entstehen und wie diese erstmals als NGDs in vitro produziert und zukünftig für die antithrombotische Langzeittherapie, zur Vorbeugung und Behandlung von Schlaganfällen, Herzinfarkten und anderen z.B. COVID bedingten Durchblutungsstörungen eingesetzt werden können. Zeitlich versetzt wird das NGD-Konzept auf relevante Medikamente wie das gegen Brustkrebs eingesetzte Zytostatikum Tamoxifen sowie weitere Wirkstoffkandidaten der forschenden Pharmaindustrie  angewendet.

Laufzeit 2023-2028

siehe auch: Fachgebiet Enzymtechnologie - BTU Cottbus-Senftenberg (b-tu.de)

Arthrospira platensis (AP, umgangssprachlich „Spirulina“) ist ein Bakterium, wird häufig aber auch als „Mikroalge“ bezeichnet. Es ist bekannt, dass AP-Inhaltsstoffe in der Lage sind, Zellen aus verschiedenen Tumoren in ihrem Wachstum zu hemmen, während dies für Zellen aus gesundem Gewebe nicht der Fall sein soll. Systematische Untersuchungen dazu fehlen bisher jedoch gänzlich. Aufgrund der Expertise unserer Arbeitsgruppe und der Tatsache, dass Leberkrebs weltweit auf dem Vormarsch ist und eine besonders schlechte Prognose hat, sollen die Untersuchungen am Beispiel der Leber durchgeführt werden. 

Wissenschaftliches Ziel ist es, die zugrundeliegende Hypothese „Arthrospira-Inhaltsstoffe sind in der Lage, die Proliferation von Lebertumorzellen zu hemmen, aber gesunde Leberzellen nicht zu beeinträchtigen“ zu prüfen. Mit naturstoffchemischen Verfahren sollen pharmakologisch aktive Inhaltsstoffe in AP-Extrakten identifiziert werden. Mit Hilfe von Systembiologie und Bioinformatik soll auch der Wirkmechanismus der AP-Wirkstoffe aufgeklärt werden. 

Insgesamt soll das Projekt AVantiLT erstmalig systematisch zeigen, welche Inhaltsstoffe von AP für zuvor gesehene Effekte verantwortlich sind und ob diese das Wachstum von Lebertumorzellen hemmen können, während Zellen aus gesundem Lebergewebe nicht beeinträchtigt werden. Dabei sollen grundlegende Erkenntnisse zum Wirkmechanismus gefunden werden. 

Laufzeit: 2022 - 2027

Die Entwicklung eines innovativen Verfahrens, um die Autoimmunerkrankung Myasthenia gravis (MG), eine schwere Muskelschwäche mit oft tödlichem Verlauf, über Blutproben von Patienten sicher diagnostizieren zu können, ist Thema des Kooperationsvorhabens „CytoMuSK“. Patienten mit dieser Krankheit entwickeln Autoantikörper, welche sich unter anderem gegen das körpereigene MuSK-Protein richten. Ziel des Projektes ist es spezielle humane Zellkulturen und zellfreie Systeme zu entwickeln, welche das MuSK-Protein für Autoantikörpertests zur Verfügung stellen. Der eigentliche diagnostische Test wird von der GA Generic Assays GmbH auf Basis eines automatisierbaren Mikroskopie-Verfahrens entwickelt und vermarktet.

Das im Rahmen des Modellvorhabens "Unternehmen Revier" und des "Regionalen Investitionskonzepts" (RIK) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte und von der Trägergesellschaft Wirtschaftsregion Lausitz GmbH koordinierte Kooperationsprojekt „CytoMuSK“ adressiert den Aufbau und die Weiterentwicklung von regionalen Kompetenzen im Zukunftsfeld der Biotechnologie.  Weiterhin wird der Transfer resultierender technologischer Innovationen aus der universitären Forschung hin zur wirtschaftlichen Verwertung in der Gesundheitswirtschaft unterstützt. Durch enge Verzahnung unseres Fachgebietes mit dem Industriepartner GA Generic Assays GmbH wird ein neuartiges diagnostisches Tool für den verbesserten Nachweis von MG entstehen.

Laufzeit: 2021 - 2023

SpiraCell-BB ist ein Forschungsverbund zwischen der BTU Cottbus-Senftenberg (Prof. J.-H. Küpper – Molekulare Zellbiologie, Prof. Dr. Ingolf Petrick - Technische Thermodynamik / Phototrophe Biotechnologie) und dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (Dr. Anne Krüger-Genge – Abteilung Biomaterialien  und Healthcare). Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung im Rahmen der Fördermaßnahme - Stärkung der technologischen und anwendungsnahen Forschung an Wissenschaftseinrichtungen des Landes Brandenburg gefördert.

Übergeordnetes Ziel des Projektes ist, den kommerziellen Nutzen der Mikroalge Arthrospira platensis (Spirulina) für die Lausitz zu erschließen. Im Rahmen der Forschungsarbeiten sollen Inhaltsstoffe als Basis für neue Phytopharmaka definierter medizinischer Indikationen in vitro evaluiert werden. Die Kooperationspartner verfügen über langjährige Erfahrungen in Algenbiotechnologie, Molekulare Zellbiologie, Endothelzellforschung und allgemein in Biomedizin. Im Rahmen des Projekts werden Effekte von Spirulina-Inhaltsstoffen auf relevanten Zielzellen analysiert, welche für die orale Aufnahme von Substanzen wichtige Organe repräsentieren, nämlich Darm, Blutgefäße und Leber.

Laufzeit: 2020-2022