Ziel der Entwicklung

Ziel des vorliegenden Projektes war die Entwicklung eines in vitro Arthrose Modells auf Basis eines dreidimensionalen trägerfreien Knorpelkonstruktes zur Testung neuer Therapiestrategien und zum Ersatz von Tierversuchen. Um die Effizienz des vorgesehenen in vitro 3D-Testsystems einzuzschätzen und nachzuweisen, sollte ein neuer gentherapeutischer Ansatz, die sogenannten „intelligenten / smarten Mini-Transplantate„, in diesem System untersucht werden. Das von uns entwickelte 3D- Arthrose Modell soll in Form eines Kits zur Vermarktung gebracht werden.

Vorteile und Lösungen

Die erhaltenen Ergebnisse bezüglich der Entwicklung eines in vitro Arthrose Modells auf Basis eines 3D-Knorpelkonstruktes zur Testung neuer Therapiestrategien und zum Ersatz von Tierversuchen sehen äußerst vielversprechend aus, um effektive in vitro Studien zu ermöglichen und somit eine attraktive Alternative zu Tierversuchen darzustellen. So wurde gezeigt, dass die serienmäßige Herstellung von trägerfreien Knorpelkonstrukten eine routinierte und reproduzierbare Methode darstellt. Das wurde durch die zahlreichen makroskopischen, biochemischen, histologischen, immunhistochemischen und molekularbiologischen analytischen Untersuchungen bestätigt.
Die nachgewiesene Wiederherstellung von DTKs bei abgebrochener Zytokinzugabe macht diese Technologie für pharmazeutische Unternehmen sehr attraktiv, da die Effektivität von neu entwickelten Arzneimitteln gegen Arthrose vergleichbar mit der „spontanen“ Wiederherstellung der getesteten Knorpelregenerate ist.
Nach derzeitigem Recherchestand existiert in Deutschland kein käuflich zu erwerbendes in vitro Arthrose Modell. Die meisten Arbeitsgruppen arbeiten mit unzureichenden Monolayer-Kulturen oder gehen relativ schnell ins Kleintiermodell. Doch viele Wissenschaftler möchten ihre neuen Ideen oder Wirkstoffe nicht vor der Testung preisgeben oder veröffentlichen. Dementsprechend wäre ein in vitro Modell, dass der Wissenschaftler bestellt und in seinem Labor verwenden kann, eine optimale Lösung. Mit dieser Idee handelt es sich um eine derzeitige Marktlücke, wie sich nach umfangreicher Recherche herausgestellt hat. Diese Lücke wollen wir mit unserem neu entwickelten Modell schließen.
Vor allem pharmazeutische Unternehmen, welche sich mit der Entwicklung von Präparaten gegen arthritische Nosologie beschäftigen, stellen eine riesige Vermarktungsanwendung für die DTK-Technologie dar.
Eine erste Anwendung der DTK-Technologie wird derzeit durch die Dienstleistungsforschungsarbeit für die Charite Berlin realisiert, bei welcher nach dieser Methode hergestellte Konstrukte in Rahmen einer Studie verwendet werden.
In Bezug auf die neue EU-Richtlinie 2010/63/EU „Zum Schutz der für wissenschaftliche Versuche verwendeten Tiere“ sollen durch die Entwicklung dieses neuen Modells Tierversuchszahlen, vor allem im Kleintiermodell reduziert werden.
Als Ergebnis des FuE-Projekts liegt vor: ein validiertes in vitro 3D-Arthrose Modell auf Basis von trägerfreien Knorpelkonstrukten aus vorerst Pferdezellen. Als Preiszielstellung für ein DTK von etwa 0,6 bis 0,8 Quadratzentimeter Durchmesser wird angesetzt: 400 Euro. Aus durchgeführten Vermessungen hat ein solches Konstrukt eine Masse im Nassgewicht von etwa 100 Milligramm. Ein komplettes Volumen von Rattenkniegelenk beträgt durchschnittlich 25 Milligramm Nassgewicht. Somit kann ein DTK bei der in vitro Forschungen vier Rattenknie ersetzen.

Zielgruppe und Zielmarkt

Zusammenfassend lässt sich behaupten, dass die grundsätzlichen Zielsetzungen des Projektvorhabens erfolgreich realisiert wurden.
Der gentherapeutische Ansatz konnte erfolgreich im Monolayer und mit nicht-viralen Tranfektionsmethoden getestet werden. Die Produktion der viralen Überstände im größeren Maßstab erforderte widererwartend zusätzliche Optimierungsversuche.
Die neu eingefügten biomechanischen Testungen verstärken nicht nur die erhaltenen Resultate, sondern zeigen neue Perspektiven für die Entwicklung eines parametrischen Qualitätsmanagement-Systems von der am fzmb GmbH erfundenen DTK-Technologie auf.
Das von uns entwickelte 3D-Arthrose Modell wird in Form eines reifen DTKs, mit gelieferten Protokollen zur entzündlichen Arthrose Stimulation zur Vermarktung gebracht. In unserem Fall umfasst die Herstellung einer gewünschten Menge von DTKs aus eigenen Vorräten der equinen Knorpelzellen, oder nach Wunsch aus gelieferten Kunden- beziehungsweise käuflichen Zelllinien.
Mit Hilfe unseres 3D-Modells könnten die Tierversuchszahlen mindestens halbiert, wenn nicht sogar fast ganz vermindert werden. Zu diesem Berichtszeitraum stehen keine analogen Verfahren zur Verfügung, die auf Basis der dreidimensionalen trägerfreien, durch die mechanische Stimulation erzeugten Knorpeltransplantate, beruhen.