KMU-innovativ Plattformtechnologie für kardiale Sicherheitspharmakologie basierend auf teilsynthetischem Herzmuskelgewebe (FLExcyte)

Problemstellung
Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind noch vor Krebsleiden die häufigste Todesursache in der westlichen Welt. Die Wissenschaft arbeitet deshalb mit Hochdruck an neuen Medikamenten, die kardiologische Erkrankungen heilen und vorbeugen können. Bisher ist der Prozess der Medikamentenentwicklung sehr langwierig und extrem teuer, weil man die natürlichen Bewegungen der Herzzellen nicht in der Petrischale abbilden kann. Um ein Medikament für den Marktzugang zuverlässig zu prüfen und mit ausreichend Tests abzusichern, sind Tierversuche bislang noch ohne Alternative. Seit kurzem steht eine neue Technologie bereit, bei der Herzzellen in frei schwingenden Membranen ihre Schlagkraft natürlich entfalten können. Für die industrielle Anwendung wird eine umfassende Messtechnologie benötigt, um im nächsten Prozessschritt die Aktivitäten schlagender Zellen auswerten zu können.

Ziel
Das Ziel des KMU-innovativ-Projekts FLEXcyte war die Entwicklung einer integrierten Lösung, die Herzzellen mit hochsensiblen Messgeräten auswertet. Es galt, eine hoch robuste und sehr zuverlässige Messtechnik zu entwickeln, so dass diese zukünftig für das Testen von neuen Wirkstoffen eingesetzt werden kann.

Vorgehensweise
Der erste Schritt war die Entwicklung einer Elektronik, die die Schlagkraft der Zellen messen kann. Dabei musste die richtige Konsistenz der Membran und die passende elektrische Frequenz gefunden werden. Im zweiten Schritt wurde das Gesamtgerät entwickelt. Hier wurden Sensorik und Anschlüsse abgestimmt konfiguriert. Parallel zu dieser Entwicklung wurden Testläufe und Messungen mit den Zellen durchgeführt, um die Technologie robust und verlässlich zu entwickeln. Dazu wurden die Ergebnisse mit bestehenden Modellen und Daten aus der Literatur verglichen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Nach Projektende wurden die Ergebnisse in Form einer Prototyp-Messplattform bei Pharma- und Biotechnologieunternehmen, Behörden und Forschungseinrichtungen vorgestellt und sind mittlerweile bei mehreren Einrichtungen in Benutzung. Dort wird die Messtechnologie als Dienstleistung angeboten, mit besonderem Focus an der Testung von Herzmedikamenten. Aber auch weitere pharmazeutische Stoffe werden auf Nebenwirkungen für das Herz-Kreislauf-System geprüft. Dadurch können teure und langwierige Testprozesse auf dem Gebiet der Erprobung von Herzmedikamenten ersetzt und Tierversuche zukünftig vermieden werden.