Projekte

Der QPatch-Automat ermöglicht die elektrophysiologische Analyse von humanen Ionenkanälen in vielen Zellen gleichzeitig, so dass ein hoher Durchsatz bei der Testung von Wirksubstanzen auf Ionenkanaleigenschaften möglich ist. Das Gerät soll im Bereich der präklinischen Wirkstoffentwicklung und In-vitro-Sicherheitspharmakologie eingesetzt werden.

Der QPatch-Automat ermöglicht die elektrophysiologische Analyse von humanen Ionenkanälen in vielen Zellen gleichzeitig, so dass ein hoher Durchsatz bei der Testung von Wirksubstanzen auf Ionenkanaleigenschaften möglich ist. Das Gerät soll im Bereich der präklinischen Wirkstoffentwicklung und In-vitro-Sicherheitspharmakologie eingesetzt werden.

ZIM - neue Zelllinien für Wirkstofftests an Ionenkanälen

Krankheiten mit Funktionsstörungen an Ionenkanälen im Visier: Wirkstofftests sollen automatisiert und mit hohem Durchsatz erfolgen.

Projektname: ZIM
Entwicklung von stabilen Zellinien für die automatisierte Charakterisierung von Substanzeffekten auf Ionenkanäle unter Verwendung eines neuen Expressionssystems
Projektleiter: Prof.Dr. Elke Guenther
Geldgeber: AIF
Projektträger: AIF
Laufzeit von: 01.11.2009
Laufzeit bis: 31.10.2011

Ausgehend von Ovarzellen des chinesischen Hamsters werden neue Zelllinien entwickelt und charakterisiert, die in der pharmazeutischen Wirkstoffentwicklung eingesetzt werden sollen. Da bei vielen Krankheiten die Funktion der Ionenkanäle in den Zellmembranen gestört ist, werden Wirkstoff-Kandidaten auf ihre Auswirkung auf die elektrische Aktivität von Ionenkanälen getestet. Die Zelllinien werden dafür und für den Einsatz in automatisierten Testverfahren (Patch-Clamp-Automaten) optimiert, die mit hohem Durchsatz arbeiten.

Beschreibung

Unter dem Begriff »Ionenkanalerkrankungen« finden sich so weit verbreitete Erkrankungen wie Herzrhythmusstörungen, Diabetes, Bluthochdruck und, bei einer zunehmend älter werdenden Bevölkerung immer wichtiger werdend, neurodegenerative Erkrankungen. Als Konsequenz sind Ionenkanäle eine der wichtigsten Zielklassen der Wirkstofffindung in der pharmazeutischen Industrie geworden. Diese Entwicklung wird sich auch in Zukunft fortsetzen, da im Humanen Genomprojekt mehr als 300 Ionenkanalgene identifiziert wurden, bislang aber erst um die 100 Ionenkanäle kloniert und funktionell getestet worden sind. Die Identifizierung neuer Ionenkanäle, ihre Funktionstestung und Validierung als Zielorte neuartiger selektiver Wirkstoffe sowie die Ionenkanal-Sicherheitspharmakologie stehen daher im Mittelpunkt des Interesses von Biotech-Unternehmen und der Pharmaindustrie.

Für die Untersuchung von Wirkstoffen auf ihre selektive Wirkung auf Ionenkanäle bzw. mögliche Nebenwirkungen auf die Ionenkanalfunktion sind geeignete zelluläre Systeme notwendig, die in Testverfahren mit höherem Durchsatz eingesetzt werden können.

Bei diesem Projekt werden Zelllinien hergestellt, die krankheitsrelevante Ionenkanäle stabil, in ausreichend großer Menge und unter Beibehaltung ihrer funktionellen Charakteristika exprimieren. Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung von Zelllinien, die bislang kommerziell noch nicht verfügbar sind bzw. den betreffenden Ionenkanal qualitativ nur schlecht exprimieren. Die Entwicklung der Zelllinien erfolgt in der Arbeitsgruppe Zellkulturtechnik des Steinbeis-Innovationszentrums der Steinbeis Stiftung an der Hochschule Mannheim. Die Zelllinien werden von uns ektrophysiologisch und pharmakologisch charakterisiert und an den Hochdurchsatz-Einsatz in einem Patch-Clamp-Automaten angepasst. Die so validierten Zellinien können dann Kunden aus der Pharmaindustrie zum Kauf angeboten werden bzw. werden in der NMI TT GmbH für Dienstleistungen im Bereich Wirkstofffindung und Substanzprofiling eingesetzt. Längerfristig ist der Aufbau eines umfassenden Screening-Services geplant, für den eine Zelllinienbibilothek unter Verwendung der eigenen proprietären Technologie aufgebaut wird.

Die vier folgenden Ionenkanal-Zelllinien, basierend auf »chinese hamster ovary« (CHO)-Zellen werden hergestellt und für ihre Eignung zum Substanzscreening mittels automatisierter Elektrophysiologie validiert und optimiert:

CHO Kv1.3
CHO Kv1.4
CHO Task-1
CHO Kir6.2/SUR1

Projektpartner

  • Arbeitsgruppe Zellkulturtechnik, Steinbeis-Innovationszentrums (SIZ) an der Hochschule Mannheim

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