Doppelerfolg für die Forschung

„Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen“: So lautet der Titel eines neuen von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) geleiteten Transregio-Sonderforschungsbereichs. Sprecher ist Professor Jürgen Groll, Inhaber des Lehrstuhls für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde; daran beteiligt sind die Universität Erlangen-Nürnberg und die Universität Bayreuth.

Die Grundlagen der Biofabrikation

„Biofabrikation“: Darunter versteht die Wissenschaft die Verwendung automatisierter 3D-Druck-Prozesse für die gleichzeitige Verarbeitung von lebenden Zellen und Biomaterialien zur Herstellung von Konstrukten, die schon direkt nach der Herstellung in gewebeanalogen Strukturen aufgebaut sind. „Dies birgt die Möglichkeit einer automatisierten und damit standardisierten Herstellung funktionaler Gewebemodelle, welche von unschätzbarem Wert als Tierversuchsersatz, für die Pharma- und Krebsforschung und als regenerative Therapieoption wären“, erklärt Jürgen Groll.

Der Fortschritt dieses jungen Forschungsfeldes wird derzeit vor allem durch einen Mangel an geeigneten zellverträglichen und druckbaren Materialien, sogenannten Biotinten, begrenzt, die neben dem Überleben der Zellen auch deren Verhalten nach dem Druck nicht negativ beeinflussen oder sogar steuern. Weitere Punkte, die die Entwicklung bremsen, sind: Ein unvollständiges Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Verfahrensparametern und Zellreaktionen sowie geeignete Methoden zur präziseren Fabrikation.

Inhalt des neuen Sonderforschungsbereichs ist deshalb in der ersten vierjährigen Förderphase, die von der DFG mit rund zehn Millionen Euro finanziert wird, die Erforschung der Grundlagen der Biofabrikation. Dafür wollen die beteiligten Wissenschaftler ein Kompetenzzentrum mit international führender Rolle schaffen.

Die Laufzeit des Sonderforschungsbereichs ist auf zwölf  Jahre ausgelegt, sodass die erarbeiteten Grundlagen sukzessive biologisch untersucht, verbessert und systematisch angewendet werden können, mit dem Ziel der Herstellung von funktionalen humanen Gewebemodellen.

Immunantwort nach Stammzellspende

Der Forschungsverbund „Modulation der Transplantat-gegen-Wirt- und Transplantat-gegen-Leukämie- Immunreaktionen nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation” (Standortsprecher Würzburg: Professor Hermann Einsele, Lehrstuhl Innere Medizin II, Direktor des Departments für Innere Medizin II) wird für vier Jahre von 2018 bis 2021 mit einem Volumen von 14 Millionen Euro finanziert.

Die allogene Blutstammzelltransplantation ist derzeit das einzige Therapieverfahren für Patienten mit Chemotherapie-refraktären Leukämien und Lymphomen. Ihre Wirksamkeit beruht auf dem Transplantat-gegen-Leukämie (graft-versus-leukemia: GvL) -Effekt, der durch die Lymphozyten des Stammzellspenders vermittelt wird. Der Effekt ist nicht bei allen Patienten von ausreichender Stärke, um ein Leukämie- bezeihungsweise Lymphom-Rezidiv nach einer allogenen Blutstammzelltransplantation zu verhindern. Auch tritt der Effekt häufig zusammen mit einer Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung (graft-versus-host disease: GvHD) auf, bei der die Spenderlymphozyten gesundes Körpergewebe attackieren. Innerhalb der ersten fünf Jahre nach der Transplantation sterben etwa 60 Prozent der Patienten an den Folgen der GvHD oder am Leukämierezidiv.

Der SFB/Transregio greift die zentralen Probleme und Defizite der allogenen Blutstammzelltransplantation auf und setzt sich zum Ziel, innovative immunmodulatorische Strategien für die spezifische Verstärkung des antileukämischen Effektes des Transplantates und für die selektive Abschwächung der GvHD zu entwickeln. Die aus dem gemeinsamen Erkenntnisgewinn resultierenden Behandlungskonzepte werden außerhalb des SFB/Transregio in klinischen Studien getestet mit dem Ziel, über eine hocheffektive Immunantwort gegen den Tumor ohne begleitende Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion die Morbidität und Mortalität der allogenen Blutstammzelltransplantation zu senken.

Alfred Forchel, Präsident der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, gratulierte den erfolgreichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der Medizin: „Die Bewilligung neuer Sonderforschungsbereiche in der Medizin beweist die enorme Forschungsstärke der Lebenswissenschaften an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.“

Stichwort Sonderforschungsbereich

Sonderforschungsbereiche sind langfristige, auf die Dauer von bis zu zwölf Jahren angelegte Forschungseinrichtungen der Hochschulen, in denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen eines fächerübergreifenden Forschungsprogramms zusammenarbeiten.

Sie ermöglichen die Bearbeitung innovativer, anspruchsvoller, aufwendiger und langfristig konzipierter Forschungsvorhaben.  Alle neuen Sonderforschungsbereiche werden ab dem 1. Januar 2018 zunächst vier Jahre lang gefördert.

Mehr Informationen zu den Sonderforschungsbereichen der JMU gibt es hier.

Kontakt

Prof. Dr. Hermann Einsele, Medizinische Klinik und Poliklinik II,
T: (0931) 201-40001, Einsele_h@ukw.de

Prof. Dr. Jürgen Groll, Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde,
T: (0931) 201-73510, juergen.groll@uni-wuerzburg.de