IMMUNERKRANKUNGEN FRÜH ERKENNEN UND INDIVIDUELL BEHANDELN
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F r a u n h o f e r C l u s t e r o f E x c e l l e n c e I m m u n e - m e d i a t e d Di s e a s e s C I MD
Immunerkrankungen
früh erkennen und
individuell behandeln
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F RAUNHO F ER C LUSTER O F EX C ELLEN C E
Hintergrund
Entzündlich- Vaskulitiden Entzündliche
rheumatische Dermatosen
Erkrankungen
Chronisch- Immunvermittelte Chronische
entzündliche Erkrankungen des Atemwegs
Darmerkrankungen Nervensystems erkrankungen
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Immunerkrankungen – 2
ein Indikationsf eld mit
hohem Forschungsbedarf
Etwa acht Prozent der Bevölkerung weltweit sind von Immunerkrankungen werden bisher meist symptomatisch
Immunerkrankungen betroffen. Immunerkrankungen mit Medikamenten, die das Immunsystem des Patienten
sind sehr heterogen. Es kann praktisch jedes Organ oder unspezifisch unterdrücken (immunsuppressive Therapie),
Gewebe davon betroffen sein. Zu dieser Indikationsgruppe therapiert. Eine ursächliche und im Idealfall individualisierte,
gehören beispielsweise die Rheumatoide Arthritis, heilende Therapie ist derzeit nicht möglich. Sowohl hinsichtlich
Psoriasis Arthritis, Psoriasis vulgaris, der systemische der Pathophysiologie als auch möglicher therapeutischer
Lupus erythematodes, atopische Dermatitis und damit Zielstrukturen besteht hoher Forschungsbedarf, dem das
verbundene allergieinduzierte Ausprägungen, aber auch Fraunhofer Cluster of Excellence »Immune-mediated Diseases«
chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, chronische (Fraunhofer CIMD) begegnen möchte.
Atemwegserkrankungen, systemische Sklerose und Multiple
Sklerose. Die pathophysiologische Gemeinsamkeit vieler dieser
Erkrankungen liegt in einer Fehlregulation des Immunsystems.
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F RAUNHO F ER C LUSTER O F EX C ELLEN C E Ziele 4
Fraunhofer Cluster of Excellence 2
»Immune-mediated Diseases«
Zentrales Ziel des Fraunhofer Cluster of Excellence »Immune- Die Kompetenzbündelung dreier im Life-Science Bereich
mediated Diseases« ist die Translation innovativer Ideen tätigen Fraunhofer-Institute, dem Fraunhofer-Institut für
und identifizierter Targets in individualisierte Therapien Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP, dem
für Immunerkrankungen. Mittelfristig soll so die aktuell Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI und
bestehende Lücke zwischen Arzneimittelforschung und der dem Fraunhofer-Institut für Toxikologie und experimentelle
tatsächlichen Patientenversorgung geschlossen werden. Medizin ITEM, ermöglicht im Rahmen zukunftsweisender
Projekte eine effiziente Translation. Auf diesem Weg wird ein
wesentlicher Erkenntnisgewinn in der Pathophysiologie von
Immunerkrankungen generiert, neue Verfahren zur Diagnose
werden entwickelt, innovative Targets werden adressiert
und neue Therapieklassen in diesem Indikationsfeld werden
eingeführt und etabliert.
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F RAUNHO F ER C LUSTER O F EX C ELLEN C E
Kompetenzen
Biomarker WIRKSTOFFSUCHE THERAPIEKONZEPT PRÄKLINIK
Biobank Cryo-Elektronen- Entwicklungsplanung und Zellbasierte humane
Biopsien (Synovia, Pleura, mikroskopie Target Product In-vitro-Systeme (z. B.
Liquid Biopsy) Multi-Epitop-Liganden Profile innovativer »Lab on a chip«,
Zellisolation Kartographie Konzepte und Produkte 3D-Gewebe-Modelle)
Proteom-, Metabolom-, Next Generation Kosteneffizienz Humane organotypische
und Lipidomanalyse Zytometrie Gentechnische Systeme
Epigenetik Massenspektrometrie Zelltherapie (z. B. Ex-vivo-Gewebe-
Sequenzierung Zellbasierte Assays Therapeutische kulturen)
Next Generation Highthroughput- Antikörper Tiermodelle (z. B.
Zytometrie Screening Nukleinsäurebasierte CRISPR / Cas9-basiert)
Biosensoren Drug Design Therapie Zebrafischmodelle
Einzelzelldiagnostik Medizinalchemie Chemisch-definierte Insektenmodelle
OMICS-Plattformen Therapeutika Bildgebungsverfahren
LC-MS/MS Analytik Impfungen Bioanalytik
OMICS Technologien GLP-Prüfung (Sicher-
CyTOF Technologien heitspharmakologie,
Toxikologie)
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GMP KLINISCHE
ZULASSUNG
PRODUKTION STUDIEN
Prozessentwicklung Klinisches Forschungs- Regulatorische Expertise
und GMP-konforme zentrum von der Präklinik bis zur
Produktion (z. B. Sponsorenfunktion Marktzulassung
Biopharmaka, Zell- Phase-I-Einheiten Health Technology
und Gentherapeutika, PoC-Studien, Phase-I- / Assessment und AMNOG
Wirkstoffkandidaten, II-Studien, Phase-IV- Verfahren
Master- und Working- Studien
Zellbanken) Probandendatenbank
Formulierung, sterile Klinisches Projekt
Abfüllung management
Niedrigenergetische Klinische Pharmakologie
Elektronenstrahlung Regulatory Affairs
Qualitätssicherung Pharmokovigilanz
Biostatistik
Datenmanagement
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F RAUNHO F ER C LUSTER O F EX C ELLEN C E
Medikamentenentwicklung
VOM MEDICAL PRÄKLINISCHE PHASE
NEED ZUM NEUEN MEDIZINISCHER BEDARF
MEDIKAMENT Im Fokus steht der Bedarf neue Medikamente für
bisher nicht oder schlecht behandelbare Erkran-
kungen zu entwickeln.
Die Entwicklung eines neuen Medikaments verläuft über
ein gesetzlich vorgeschriebenes, mehrstufiges Verfahren.
Von der Idee bis zur ersten Zulassung dauert es im KLINISCHE PHASE
Durchschnitt mehr als 13 Jahre. Ein großer Teil dieser Zeit
dient dazu, in Studien die Wirksamkeit und Verträglichkeit PHASE I
zu prüfen und zu ermitteln, wie das Medikament am STUDIEN MIT WENIGEN GESUNDEN
besten eingesetzt werden kann.
Waren die präklinischen Tests positiv, wird der
Wirkstoff in erwachsenen, gesunden Freiwilligen
erprobt. Dabei werden vor allem die Aufnahme
und der Abbau des Wirkstoffs sowie die optimale
Dosis untersucht.
Zulassung
BEGUTACHTUNG DER
ZULASSUNGSBEHÖRDE
Fachleute prüfen nochmals die Ergebnisse aller
Studien. Fällt die Prüfung positiv aus, kann das
Medikament zugelassen und fortan Patienten
verordnet werden.
8TARGETS FINDEN WIRKSAMKEIT UND SICHERHEIT
Auf der Basis von Grundlagenforschung ermitteln Die neu entwickelten Wirkstoffe werden zunächst
Forscher Angriffspunkte im Krankheitsgeschehen in Zellkulturen (in vitro) und Tiermodellen (in vivo)
(therapeutische Targets) und entwickeln entspre- auf deren Wirksamkeit und Sicherheit getestet.
chende Wirkstoffe.
PHASE II PHASE III
STUDIEN MIT WENIGEN ERKRANKTEN STUDIEN MIT VIELEN ERKRANKTEN
Auf Basis der ermittelten Dosis aus der Phase I Ärztinnen und Ärzte in vielen Ländern erproben
Studie wird der Wirkstoff in freiwilligen Erkrankten die Substanz an einer sehr großen Gruppe von
erprobt. Dabei stehen Wirksamkeit (im Vergleich freiwilligen Erkrankten. Dadurch werden weniger
zu Placebo und herkömmlichen Medikamenten), häufige Nebenwirkungen identifiziert.
Verträglichkeit und Dosierung im Fokus.
PHASE IV
VERWENDUNG IN PATIENTEN
STUDIEN NACH DER ZULASSUNG
Ärzteschaft, Behörden und Hersteller achten Das Medikament wird in weiteren Studien erprobt,
darauf, wie sich das Medikament bewährt. z. B. um zu sehen, wie es mit anderen Mitteln
Beispielsweise wird die Packungsbeilage zusammenwirkt oder ob es für eine weitere
laufend aktualisiert. Krankheit in Betracht kommt.
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Biomaterialbanken
Hochwertige Biomaterialien
Qualitativ hochwertige Biomaterialien sind die Grundlage
für aussagekräftige Ergebnisse im Bereich der medizinischen
Forschung. Im Bereich der Immunerkrankungen stellt
ihre Gewinnung jedoch häufig einen limitierenden Faktor
dar. In den Biomaterialbanken des Fraunhofer ITMP, des
Fraunhofer IZI und des Fraunhofer ITEM sind unter anderem
Blut, Gewebe, Stuhl und Urin gesammelt und gelagert und
können auf Anfrage für wissenschaftliche Fragestellungen
herangezogen werden.
Auf diese Patientenmaterialien in den Biobanken der drei
Institute können wir zurückgreifen:
Probenart
Diagnose
Bronchoalveoläre Lavage
Ataxia teleangietasia Citratplasma
Asthma (LPS Challenge) DNA, RNA
Asthma (Rhinovirus Challenge) EDTA Vollblut
COPD COLD 1-4 Hautbiopsien
Eosinephile Faszitis Heparinplasma
Granulomatose mit Polyangiitis Lungenbiopsien
Lupus erythematodes Nasopharyngeale Lavage
Psoriasis Arthritis Paxgene
Psoriasis Vulgaris PBMCs
Rheumatoide Arthritis Serum
Rhinitis Sputum
Sarkoidose Stammzellen
Spondyloarthritiden Stuhl, Urin
Systemische Sklerose Synovialflüssigkeit & Synovia (Gewebe)
Zellen aus BALs (bronchoalveoläre Lavage),
NALs (Nasenlavage) und Sputum
Zellkulturüberstände
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F RAUNHO F ER C LUSTER O F EX C ELLEN C E Translationale Gesundheitsforschung Gesundheitsforschung in 4D Das Fraunhofer CIMD widmet sich der translationalen Forschung. Es überträgt also Grundlagenforschung in die Anwendung. Dabei arbeitet Fraunhofer in den vier großen Themenfeldern der Gesundheitsforschung – Drugs, Diagnostics, Devices und Data, den 4D. Diese repräsentieren im Prinzip vier Berufsgruppen: Ärzte, Naturwissenschaftler, Ingenieure und Informatiker – die bei Fraunhofer unter einem Dach arbeiten. Somit hat Fraunhofer eine hervorragende Ausgangsposition, um Ideen kosteneffizient in die Anwendung zu bringen und in neue Behandlungsmöglichkeiten zu überführen. 12
Diagnostics
Data
Drugs
Devices
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Kontakt
Geschäftsstelle Direktorium
Fraunhofer ITMP Prof. Dr. Dr. Gerd Geisslinger (Sprecher)
Geschäftsstelle CIMD Institutsleiter, Fraunhofer ITMP
Theodor-Stern-Kai 7
60590 Frankfurt am Main Prof. Dr. Dr. Ulrike Köhl
Institutsleiterin, Fraunhofer IZI
Telefon 069 6301 802 - 05 / - 57
info@cimd.fraunhofer.de Prof. Dr. Norbert Krug
Institutsleiter, Fraunhofer ITEM
www.cimd.fraunhofer.de
Prof. Dr. Stefan Wrobel
Institutsleiter, Fraunhofer IAIS
Prof. Dr. Dieter W. Fellner
Institutsleiter, Fraunhofer IGD
PD Dr. Frank Behrens (Wissenschaftlicher Koordinator)
Stellvertretender Institutsleiter, Fraunhofer ITMP
© Fraunhofer, Januar 2021
14Bildnachweis
Titelbild: © Fotolia / nobiestsofierce
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Seite 15 (Foto): © Uli Planz
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