Mit der Maßnahme KMU-innovativ: Biomedizin werden kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der medizinischen Biotechnologie bei der Umsetzung ihrer Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich der Arzneimittelentwicklung unterstützt.
Jedes Jahr erkranken in Deutschland rund 14.000 Menschen an Leukämie, etwa die Hälfte verstirbt an dieser Krebsart. Bei den meisten dieser Todesfälle handelt es sich nicht um die Ersterkrankung, sondern um einen Rückfall durch therapieresistente Leukämiezellen. Die Ursache dieser Resistenzbildung wird jedoch bei der Erforschung neuer Medikamente noch kaum berücksichtigt.
Der Prozess der Medikamentenentwicklung beinhaltet häufig Hochdurchsatzscreenings tausender potenzieller Arzneistoffe an lebenden Zellen, die mikroskopisch ausgewertet werden. Dabei werden in der Regel einfache Zelllinien genutzt, die nur unvollständig die Komplexität des menschlichen Organismus widerspiegeln. Beispielsweise wird die Kommunikation zwischen Leukämiezellen und Immunzellen von herkömmlichen Screeningverfahren nicht abgebildet. Häufig haben Interaktionen mit anderen Zellen jedoch eine schützende Wirkung auf Krebszellen, die sie unter Umständen resistent gegen Arzneimittel macht. Ein Screening, das diese Kommunikation besser abbildet, könnte Resistenzbildung vorbeugen und gleichzeitig auch auf einzelne Personen und deren Immunzellen zugeschnitten werden.
Im Projekt ATLAS wird ein mikroskopischer Ansatz mit neuartig gemusterten Zellträgern und Künstlicher Intelligenz (KI) zur Auswertung der Mikroskopiebilder kombiniert. Damit soll die Umgebung im Gewebe und somit die Kommunikation der Leukämiezellen lebensnäher dargestellt werden. Dazu müssen spezielle Hardware und Software sowie Mikrofluidik-Chips etabliert werden, um in einem Versuchsaufbau Daten für die Entwicklung der KI-Algorithmen zu generieren. Im selben Aufbau sollen anschließend die Genauigkeit der KI-Analyse sowie das Potenzial für eine Optimierung der Wirkstoffzusammensetzung durch die KI untersucht werden. Da für alle hämatologischen Tumore (Lymphome, Leukämien) wie auch metastasierende solide Tumore (z. B. Brustkrebs) die Kommunikation mit der Umgebung entscheidend ist, kann die Technologie sehr einfach auf andere Tumore übertragen werden. Diese Technologie stellt einen völlig neuen Ansatz für Screeningverfahren mit hohem Automatisierungsgrad und größerer Physiologietreue dar.
Das Vorhaben trägt somit im Sinne der Bekanntmachung zur Verbesserung der Arzneimittelentwicklung und zur Stärkung der Innovationsfähigkeit des deutschen Mittelstands im Bereich der biomedizinischen Forschung bei.