Die Welt der Biotechnologie macht durch innovative Ansätze und Technologien bedeutende Fortschritte. Insbesondere das De-novo-Proteindesign, eine Technik, bei der Proteinsequenzen aus Aminosäuren neu gestaltet werden, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Diesen Fortschritt leitet Professor Thomas Schlichthärle, ein führender Wissenschaftler im Bereich AI-Guided Protein Design an der Technischen Universität München. Schlichthärle entwickelt mit Hilfe künstlicher Intelligenz neuartige Nanomaschinen, bestehend aus Proteinen, die in der Natur nicht vorkommen. Diese Proteine sind in der Lage, sich in spezifische dreidimensionale Strukturen zu falten und bestimmte Funktionen zu übernehmen, die neue Möglichkeiten in der medizinischen Forschung eröffnen.
Ein wichtiger Aspekt der Arbeit von Prof. Schlichthärle ist die Anwendung der entwickelten Proteine in der Organoidforschung. Organoide, welche aus menschlichen Stammzellen in vitro hergestellt werden, dienen der Nachahmung von Organen und ermöglichen dadurch die Untersuchung von Krankheiten sowie das Testen von Medikamenten. Diese dreidimensionalen Zellstrukturen bieten ein wertvolles Modell für Grundlagenforschung, Medikamentenscreenings, Toxizitätstests, sowie zur Vorhersage individueller Arzneimittelreaktionen, wie eurostemcell.org berichtet.
Innovationen in der Organoidforschung
Ein besonders vielversprechendes Produkt der Forschung von Schlichthärle ist ein neu entwickeltes Protein namens „Neotrophin“. Dieses Protein hat die Fähigkeit, an den TrkA-Rezeptor auf spezialisierte Nervenzellen zu binden. Dies könnte revolutionäre Anwendungen in der Medizin ermöglichen, insbesondere als Wachstumsfaktor zur Förderung der Regeneration von Nervenzellen im peripheren Nervensystem, ohne dabei Schmerzen zu verursachen. Die Entwicklung dieses Proteins steht in Zusammenarbeit mit einem Start-up aus Seattle, das plant, „Neotrophin“ als Medikament auf den Markt zu bringen.
Der Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Organen im Labor und der benötigten Medikamentenforschung ist besonders stark. Das German Stem Cell Network (GSCN) hat in einem Bericht eine Übersicht über neue Entwicklungen und Anwendungsmöglichkeiten in der Organoidforschung bereitgestellt. Dieser Bericht zielt darauf ab, das Forschungsfeld bekannter zu machen und einen interdisziplinären sowie gesellschaftlichen Diskurs anzustoßen, indem er Kernaussagen und Handlungsempfehlungen für den Umgang mit Organoidtechnologien bietet. Dies wird auch durch die Initiative der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften unterstützt, die ein entsprechendes White Paper veröffentlicht hat, um die Forschung zu fördern und ihre gesellschaftliche Relevanz zu unterstreichen.
Mit diesen Entwicklungen im Bereich der Organ- und Proteinforschung eröffnet sich ein neuer Horizont, nicht nur in der Grundlagenforschung, sondern auch in der Medizin. Die Technologien könnten in naher Zukunft signifikante Auswirkungen auf die Behandlung von Krankheiten haben und damit einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Gesundheit leisten.