Originaltitel: Klinische Validierung einer in-vitro/in-silico Methode für pharmakokinetische Analysen von Inhalationsstoffen (KLI-MA)

Zuwendungsempfänger:

1. Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Oberschleißheim
2. Universitätsklinikum Würzburg, Würzburg
3. Ludwig-Maximilians-Universität München, München
4. VITROCELL Systems GmbH, Waldkirch

Projektstand: Neuprojekt

Förderung: 01.04.2022 bis 31.03.2024 (1.086.813,02 Euro, davon BMBF-Anteil: 942.161,01 Euro)

Im Jahr 2016 gingen 7,5 Prozent aller Todesfälle in der Europäischen Union auf Erkrankungen der Lunge oder weiterer Atmungsorgane zurück. Zudem geht aus Untersuchungen der Weltgesundheitsorganisation hervor, dass Lungenerkrankungen in den kommenden Jahren noch weiter an Bedeutung gewinnen werden.

Für die Zulassung von neuartigen zu inhalierenden Medikamenten zur Behandlung von Atemwegs- und Lungenerkrankungen ist derzeit festgelegt, dass mithilfe von Tierversuchen festgestellt wird, wie gut oder schlecht ein Medikament aus der Lunge ins Blut transportiert wird. Die Bestimmung dieser Transportraten, auch Pharmakokinetik genannt, ist wichtig für das Überwachen unerwünschter Nebenwirkungen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens KLIMA soll eine computergestützte, zellbasierte In-vitro-Methode entwickelt werden. Mit dieser Methode soll die Pharmakokinetik von inhalierten Wirkstoffen ermittelt und die sonst notwendigen Tierversuche ersetzt werden. Dafür wird eine neu entwickelte ultradünne und hochporöse Membran eingesetzt, auf der patientennahe Zellkulturmodelle etabliert und in ein Bioreaktorsystem, die sogenannte „Mini-Lunge“, integriert werden. Im Unterschied zu bereits bestehenden In-vitro-Methoden können im zu entwickelnden Modell bisher schlecht erfassbare Einflüsse betrachtet werden. Diese Einflüsse umfassen 1) die Effektivität der aerosolisierten Medikamentenapplikation, 2) die Durchlässigkeit und Elastizität des Lungengewebes sowie 3) die atmungsgesteuerte, zyklische Dehnung des Lungengewebes. Durch die Verknüpfung mit computergestützten Modellen entsteht ein erheblicher Mehrwert, der erstmals die genaue Vorhersage des im Patienten oder der Patientin zu erwartenden Wirkstofftransports aus der Lunge ins Blut ermöglichen könnte. Das Forschungsvorhaben trägt somit im Sinne der Bekanntmachung perspektivisch zu einer Reduzierung von Tierversuchen in präklinischen Studien bei.