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HOT Screen GmbH - Krankheiten am Modell erforschen

Die HOT Screen GmbH in Reutlingen entwickelt humane organotypische (HOT) Zellkulturmodelle rund um das menschliche Immunsystem, die für das Screening und das Profiling von Wirkstoffen eingesetzt werden. Seit siebzehn Jahren legen der Geschäftsführer Dr. Manfred Schmolz und seine wissenschaftlichen Mitarbeiter ihre ganze Kreativität und Energie in diese physiologischen Modelle. Diese sind differenziert und ausgeklügelt und zugleich variabel bei verschiedenen Erkrankungen einsetzbar - etwa bei rheumatischer Arthritis, Arthrosen, Morbus Crohn, Neurodermitis, COPD, Asthma und vielen weiteren. Pharmazeutische Unternehmen und die biotechnische Industrie wenden sich mit konkreten Fragen an das Unternehmen. Für diese hat Dr. Manfred Schmolz nicht nur ein offenes Ohr, sondern oftmals gleich ein passendes Modell parat.

Noch immer erhalten 90 Prozent der Wirkstoffkandidaten keine Marktzulassung. Problematisch dabei ist, dass die Entscheidung häufig erst am Ende einer langen Forschungsreihe fällt, bei der oft Jahre vergehen. Da ließe sich mit Effektivität einiges machen, weiß auch der Geschäftsführer der HOT Screen GmbH. Ob es sich lohnt, in eine Stoffklasse weiter zu investieren, lässt sich oftmals schon zu einem früheren Zeitpunkt sagen. Eine Voraussetzung dafür sind differenzierte, organotypische Modelle, welche präklinisch einsetzbar sind.

HOT Zellkulturmodelle - Aufbau und Funktionen

Schema der Cokulturmodelle der HOT Screen GmbH am Beispiel der Darmepithel/Vollblut-Cokultur. © HOT Screen GmbH
Ein klassisches humanes organotypisches (HOT) Testmodell, wie es von der HOT Screen GmbH entwickelt wurde, besteht aus zwei Kompartimenten (Kammern). Während die obere Kammer Gewebezellen beinhaltet, wie zum Beispiel Epidermis (Oberhaut) oder Bronchialepithel, ist die untere Kammer mit einer speziell entwickelten Vollblutkultur gefüllt, welche die Varietät des Immunsystems in seiner gesamten Komplexität repräsentiert. Diese beiden Kammern sind durch eine porendurchsetzte Membran getrennt, über die alle beteiligten Zellen sich austauschen können. Damit werden außerhalb des Körpers die realen physiologischen Verhältnisse nachgeahmt. Neben Charakterisierungen von Wirkstoffen kann das multianalytische Profiling der HOT Screen GmbH, bei welchem gleich mehrere Dutzend biologisch relevante Moleküle gleichzeitig gemessen werden können, auch dazu beitragen, neue Wirkstoffe ausfindig zu machen. Das Zellkulturmodell ermöglicht es, das Wirkspektrum von Testsubstanzen, aber auch komplexer Zubereitungen, zu testen.

HOT Zellkulturmodelle - Vom physiologischen Verständnis zum geeigneten Wirkstoff

Komplexität des menschlichen Immunsystems. © HOT Screen GmbH

Da es bislang nicht möglich ist, Organfunktionen wie diejenigen der Nieren zu implementieren, können die Modelle der HOT Screen GmbH weder eine vollständige noch eine reale In-vivo-Situation abbilden. Dies ist auch nicht das primäre Ziel. Ein physiologischer Ausschnitt kann genügen, um Antworten auf relevante Fragestellungen zu bekommen, weiß Schmolz. Natürlich hat auch er konkrete Vorstellungen, wie sich das ein oder andere Modell physiologisch weiterentwickeln ließe.

Gerade im Umfeld des Immunsystems wäre es wünschenswert, auch das Neuroendokrinium oder als zusätzliches Organ die Leber mit einzuschließen. Aber auch wenn die Möglichkeit zur Weiterentwicklung gegeben ist, so ist diese oftmals von Seiten der pharmazeutischen Industrie nicht primär erwünscht. Gerade Arzneistoffcharakterisierungen erfordern eine hohe Reproduzierbarkeit, welche aber mit zunehmender Komplexität verlorengeht. Auch Wirkstoffuntersuchungen an Tieren garantieren keine Ergebnisse, die eins zu eins auf den Menschen übertragbar sind.

Für jede Krankheit das passende Modell - Modelle in der Anwendung

Immunmodulatorische Effekte bakterieller Produkte in Cokulturen aus Darmepithelien und Vollblut. © HOT Screen GmbH
Das Unternehmen verfügt heute über Modelle, mit welchen Erkrankungen der Haut, des Darms, der Gelenke und der Lunge untersucht werden können. Sie werden in der pharmazeutischen Industrie und in der Biotech-Branche standardisiert eingesetzt. So erlaubt das Haut-Modell, die Resorption aktiver Inhaltsstoffe in tiefere Hautschichten zu beobachten. Damit lassen sich auch pathophysiologische Aussagen ableiten und neue Erkenntnisse über Wirkprofile gewinnen. Das Darm-Modell ermöglicht die Untersuchung der Resorption immunologisch aktiver Stoffe und deren Wirkung auf das Immunsystem. Da außerdem Effekte auf das Darmepithel untersucht werden können, eignet sich dieses Modell auch zur Erforschung chronischer Darmerkrankungen wie Morbus Crohn. Am Lungen-Modell lassen sich inhalativ verabreichte Stoffe untersuchen, die zum Beispiel bei Asthma indiziert sind. Gleichzeitig können systemisch verabreichte Stoffe analysiert werden, indem man diese dem Vollblutkompartiment zufügt. Dieses Modell eignet sich aber auch für die Erforschung schwerer Lungenerkrankungen wie zum Beispiel COPD (chronic obstructive pulmonary disease). Die HOT Screen GmbH verfolgt bereits neue Pläne. Zum einen besteht der Wunsch, bestehende Modelle unter Hinzunahme ausgewählter Zelltypen noch physiologischer zu machen. Neben Weiterentwicklungen bestehender Modelle will man auch etwas Neues schaffen: „Wir arbeiten an unserem eigenen Diabetes-Modell, und natürlich wollen wir noch weitere Krankheiten erfassen“, sagt Schmolz abschließend.

Die EDI GmbH wurde zum 1. Juli 2014 in HOT Screen GmbH umbenannt.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/hot-screen-gmbh-krankheiten-am-modell-erforschen