Stammzellforschung, Zell- und Gentherapie in NRW

Wie entstehen spezialisierte Zellen? Wie erneuern sich Gewebe, und welche Prozesse verändern sich bei Erkrankungen? Die Stammzellforschung untersucht diese grundlegenden Fragen. Sie nutzt die Fähigkeit von Stammzellen, sich selbst zu erneuern und unterschiedliche Zelltypen hervorzubringen. Dazu gehören auch induzierte pluripotente Stammzellen (iPS), die durch die Reprogrammierung bereits spezialisierter Körperzellen entstehen. Stammzellbasierte Modelle helfen dabei, Krankheitsmechanismen zu untersuchen und Wirkstoffe zu erforschen. Zugleich schafft die Stammzellforschung Grundlagen für die Entwicklung neuer Zell- und Gewebeersatzverfahren.

Zelltherapien nutzen lebende Zellen, um Erkrankungen zu behandeln. Je nach Ansatz sollen diese beispielsweise gestörte Körperfunktionen ersetzen, die Regeneration von Gewebe unterstützen oder eine gezielte Immunantwort auslösen. Damit entstehen neue Therapieoptionen für Patient:innen mit bisher nicht behandelbaren Erkrankungen.

Ein Beispiel sind CAR-T-Zelltherapien: Hier werden Immunzellen genetisch so verändert, dass sie bestimmte Tumorzellen erkennen und angreifen können. Sie verdeutlichen zugleich die enge Verbindung zwischen Zell- und Gentherapie. Welche Wirkung ein zelltherapeutischer Ansatz erzielt und welche Risiken damit verbunden sind, muss für das jeweilige Produkt und Anwendungsgebiet untersucht werden.

Die Weiterentwicklung gentechnischer Verfahren, wie z.B. die sogenannte CRISPR/Cas9-Technologie oder die Genomeditierung eröffnet zunehmend die Möglichkeit, durch das Einbringen oder die gezielte Veränderung genetischer Informationen bisher nicht ursächlich therapierbare Erkrankungen zu behandeln.

Dabei können beispielsweise fehlende Genfunktionen ergänzt, schädliche Genaktivitäten ausgeschaltet oder Zellen mit neuen therapeutischen Eigenschaften ausgestattet werden. Die Veränderung kann unmittelbar im Körper stattfinden oder an zuvor entnommenen Zellen, die anschließend verabreicht werden. Das Forschungs- und Anwendungsspektrum reicht über erbliche Erkrankungen hinaus und umfasst – in Verbindung mit der zellulären Therapie – beispielsweise auch Krebserkrankungen.

Die Cell Programming Core Facility am Bonn Technology Campus unterstützt die Entwicklung stammzellbasierter Forschungsmodelle. Zum Angebot gehören die Erzeugung und Charakterisierung humaner induzierter pluripotenter Stammzelllinien, die gezielte Genomeditierung und die Differenzierung in neuronale Zelltypen. Damit können Forschende beispielsweise krankheitsspezifische Zellmodelle und genetisch definierte Vergleichsmodelle aufbauen. Auch externe Nutzer:innen können Leistungen anfragen; hierfür werden individuelle Angebote erstellt.

Die Core Unit Stem Cell Technologies des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung unterstützt Forschende beim Einsatz induzierter pluripotenter Stammzellen. Ihr Leistungsspektrum umfasst Reprogrammierung, Genomeditierung, Qualitätskontrolle sowie die Entwicklung von zweidimensionalen Zellkulturen und dreidimensionalen Organoidmodellen. Ergänzend bietet sie Beratung zur Projektplanung und methodische Schulungen. Neben universitätsinternen Projekten sind auch Leistungen für externe wissenschaftliche Einrichtungen und Unternehmen vorgesehen.

Das Fraunhofer IPT entwickelt Lösungen zur Automatisierung von Labor- und Zellkulturprozessen. Dazu gehören die automatisierte Kultivierung von Stammzellen, die Übertragung manueller Arbeitsschritte in automatisierte Abläufe und die Entwicklung geeigneter Anlagenkonzepte. Mit der StemCellDiscovery steht eine vollautomatisierte Laborumgebung zur Verfügung, in der kooperierende Hochschulen und Unternehmen ihre Prozesse erproben können. Das Angebot verbindet biologische Prozessanforderungen mit produktionstechnischer Entwicklung.

Die Core Unit am IUF – Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung verbindet die Erzeugung und Qualitätskontrolle induzierter pluripotenter Stammzellen mit Organoidmodellen, Genomeditierung und Sequenzierungsverfahren. Sie unterstützt damit die Entwicklung genetisch definierter Forschungsmodelle und die Untersuchung biologischer Prozesse und Krankheitsmechanismen. Möglichkeiten einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit können direkt mit der Einrichtung geklärt werden.

LIFE & BRAIN bietet stammzellbasierte Zellmodelle und Dienstleistungen für die Krankheitsmodellierung und Wirkstoffforschung an. Zum Angebot gehören die Vermehrung und Qualitätskontrolle von iPS-Zellen, die Herstellung neuronaler und glialer Zelltypen sowie kundenspezifische Assays. Ergänzend unterstützt das Unternehmen die funktionelle Charakterisierung von Zellmodellen und die Testung von Wirkstoffkandidaten.

Der Herstellungsbereich der Klinik für Hämatologie und Stammzelltransplantation umfasst die Gewinnung, Verarbeitung und Qualitätskontrolle zelltherapeutischer Präparate. Dazu gehören Apherese, Zellprozessierung und GMP-Labore mit Reinräumen. Neben der Verarbeitung von Stammzelltransplantaten werden innovative Zelltherapeutika entwickelt, beispielsweise erreger- oder tumorspezifische Immunzellen. Die Infrastruktur ist eng mit der klinischen Versorgung und mit Studienkooperationen verbunden.

Cellex bietet als Entwicklungs- und Herstellungsdienstleister (CDMO) Leistungen für Forschungseinrichtungen sowie Biotech- und Pharmaunternehmen an. Am Standort Köln umfasst das Angebot Zellgewinnung, Prozessentwicklung und die GMP-konforme Herstellung autologer und allogener Zelltherapieprodukte. Ergänzende Leistungen umfassen Qualitätskontrolle, Beratung und Logistik. Unterstützt werden Vorhaben von der präklinischen Entwicklung über klinische Studien bis zur Herstellung zugelassener Therapien.

CEVEC Pharmaceuticals in Köln gehört zu Cytiva und entwickelt Zelllinien für die Herstellung viraler Vektoren. Das Angebot umfasst unter anderem kundenspezifische Produzentenzelllinien für AAV-Vektoren sowie Unterstützung bei der Prozessentwicklung. Die Technologien unterstützen die Entwicklung und Skalierung von Herstellungsverfahren für Gentherapien.

Das Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika (ITZ) am Universitätsklinikum Düsseldorf koordiniert eine interdisziplinäre Reinraumanlage zur Herstellung von Stammzelltransplantaten und zellulären Immuntherapeutika. Darüber hinaus arbeitet das Institut an der Entwicklung neuer Zelltherapeutika. Die Infrastruktur verbindet damit die Herstellung für klinische Anwendungen mit der Weiterentwicklung zellbasierter Therapieansätze. Die jeweiligen Herstellungs- und Anwendungsmöglichkeiten sind produkt- beziehungsweise projektspezifisch.

Miltenyi Bioindustry bietet als Geschäftsbereich von Miltenyi Biotec gewerbliche Dienstleistungen für die Entwicklung und Herstellung von Zell- und Gentherapien an. Zu den am Standort Bergisch Gladbach ausgewiesenen Kompetenzen gehören die klinische Zelltherapieherstellung, Prozess- und Analytikentwicklung, Technologietransfer sowie die Überführung von Verfahren in industrielle Herstellungsprozesse. Dafür bestehen Reinraumbereiche sowie Entwicklungs- und Qualitätskontrolllabore. Konkrete Leistungen werden projektbezogen vereinbart.

PlasmidFactory entwickelt und produziert Plasmid- und Minicircle-DNA für Forschung sowie die Entwicklung von Zell- und Gentherapien. Das Angebot reicht von Forschungsqualitäten bis zur GMP-Herstellung und umfasst ergänzende Analytik. Die DNA dient unter anderem als Ausgangsmaterial für die Produktion viraler Vektoren und für nichtvirale Verfahren zur genetischen Veränderung von Zellen.

Das Centrum für Gen- und Zelltherapie Köln an der Uniklinik Köln verbindet Forschung, Herstellung und klinische Anwendung in einer interdisziplinären Struktur. Es bündelt wissenschaftliche, klinische und regulatorische Expertise, um neue Therapieansätze in die Versorgung zu überführen. Die ausgewiesenen Schwerpunkte umfassen unter anderem maligne Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen, neurologische Erkrankungen sowie Nieren- und Stoffwechselerkrankungen. Eine Koordinationsstelle unterstützt die Kontaktaufnahme.

Das Zentrum für Zell- und Gentherapie Aachen an der Uniklinik RWTH Aachen bündelt die Expertise beteiligter Kliniken und Institute für Forschung und Versorgung. Es dient als Koordinations- und Anlaufstelle für Fragen zur Entwicklung und zum Einsatz von Zell- und Gentherapien am Standort. Das Angebot richtet sich auch an externe Kooperationspartner, niedergelassene Ärzt:innen, Krankenhäuser sowie Patient:innen.

GeneNovate unterstützt Wissenschaftler:innen und Ärzt:innen dabei, Forschungsergebnisse aus der Gen- und Zelltherapie in unternehmerische Vorhaben zu überführen. Workshops, Mentoring und der Austausch mit Fachleuten vermitteln Kenntnisse zu Geschäftsmodellen, Schutzrechten, Regulierung und Finanzierung. Die regionalen Angebote in NRW sind in ein bundesweites Netzwerk eingebunden.

Das Centre for the Law of Life Sciences an der Universität Bonn untersucht rechtliche und ethische Fragen der modernen Lebenswissenschaften. Zu seinen Schwerpunkten gehören das Stammzell- und Embryonenschutzrecht, Genome Editing, Biopatente sowie die Verbindung von Bioethik und Recht. Die interdisziplinäre Forschungsstelle verbindet wissenschaftliche Untersuchungen mit praxis- und politikberatenden Tätigkeiten. Sie bietet damit einen Anknüpfungspunkt für den wissenschaftlichen Austausch über die rechtlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen des Themenfelds.

Die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) stellt Informationen zur Entwicklung und Zulassung von ATMPs bereit. Ihr Ausschuss für neuartige Therapien, das Committee for Advanced Therapies (CAT), kann auf Antrag eine wissenschaftliche Empfehlung zur ATMP-Einstufung eines Produkts abgeben. Davon getrennt bietet die EMA wissenschaftliche Beratung zu geplanten Untersuchungen und Entwicklungsstrategien an. Eine solche Beratung unterstützt die Planung, ersetzt aber keine spätere Genehmigungs- oder Zulassungsentscheidung.

Die International Society for Stem Cell Research (ISSCR) stellt Leitlinien für verantwortungsvolle Stammzellforschung und klinische Translation bereit. Ergänzende Forschungsstandards geben Empfehlungen zur Charakterisierung von Stammzellen, zur Qualität stammzellbasierter Modelle und zur transparenten Dokumentation wissenschaftlicher Ergebnisse. Sie bieten Forschenden eine Orientierung für die Planung, Durchführung und Bewertung ihrer Arbeiten.

Das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) bietet wissenschaftliche und verfahrensbezogene Beratung zur Entwicklung von Arzneimitteln in seinem Zuständigkeitsbereich. Bei Zell- und Gentherapeutika können beispielsweise das Therapiekonzept, der Herstellungsprozess sowie die nichtklinische und klinische Entwicklung Gegenstand der Beratung sein. Das Innovationsbüro ist die zentrale Anlaufstelle für die Planung und Durchführung nationaler Beratungsgespräche am PEI. Informationen zu den Beratungsformaten und zur Antragstellung finden Sie auf der Website des Instituts.

Die Regulatory Support Unit (RSU) am Berliner Institut für Gesundheitsforschung in der Charité unterstützt öffentlich finanzierte Forschungsgruppen in ganz Deutschland bei der frühen Entwicklung von ATMPs und anderen biologischen Arzneimitteln. Das Angebot ist kostenlos, unabhängig und vertraulich. Im Mittelpunkt steht die nichtklinische Produktentwicklung. nationale-strategie-gct.de

Die Unterstützung umfasst unter anderem die Präzisierung des angestrebten Produkts, die Identifikation regulatorischer Lücken, die Planung von Qualitätsanforderungen und die Vorbereitung wissenschaftlicher Beratungsgespräche mit Behörden. Das Angebot richtet sich insbesondere an Forschungsgruppen, die einen wissenschaftlichen Ansatz in einen tragfähigen Entwicklungsplan überführen möchten.

Für die Einfuhr und Verwendung humaner embryonaler Stammzellen gelten in Deutschland besondere gesetzliche Voraussetzungen. Entsprechende Forschungsvorhaben benötigen eine Genehmigung nach dem Stammzellgesetz, die beim Robert Koch-Institut (RKI) zu beantragen ist. Im Verfahren holt das RKI eine Stellungnahme der Zentralen Ethik-Kommission für Stammzellenforschung ein. Auf seiner Website stellt es Hinweise zur Antragstellung, gesetzliche Grundlagen und ein Register genehmigter Vorhaben bereit. Diese besonderen Regelungen beziehen sich auf humane embryonale Stammzellen und sind nicht mit einer allgemeinen Genehmigungspflicht sämtlicher Stammzellforschung gleichzusetzen.