Originaltitel: Kombination von In-silico- und In-vitro-Methoden zum Nachweis von Substanzwirkungen anhand morphologischer und molekularer Fingerabdrücke per HT/HC Screening (MORPHEUS)
Zuwendungsempfänger:
Projektstand: Neuprojekt
Förderung: 01.04.2022 bis 31.03.2025 (894.033,60 Euro)
Bereits vor 160 Jahren beschrieb der Arzt und Pathologe Rudolf Virchow in seinem Konzept der „Cellularpathologie“, dass sich Krankheiten, wie zum Beispiel Krebs, auch in Änderungen des äußeren Erscheinungsbildes – der Morphologie – von Zellen widerspiegeln. Heutzutage liefern moderne Mikroskope und robotergestützte Hochdurchsatzverfahren eine Vielzahl von Zellbildern in kürzester Zeit, die mittels spezieller Bildanalysemethoden automatisiert ausgewertet werden können. Zudem können mit Hilfe neuartiger Färbemethoden – wie „Cell Painting“ – verschiedenste Bestandteile von Zellen gleichzeitig sichtbar gemacht werden.
Die im Rahmen solcher Verfahren gewonnenen Informationen über die innere und äußere Morphologie von Zellen ermöglichen unter anderem die Bestimmung der Wirkungsweise von Medikamenten aber auch die Identifizierung von unerwünschten Effekten, die durch Schadstoffe hervorgerufen werden können. Dazu zählen auch hormonell wirkende Chemikalien in der Umwelt, in Lebensmitteln oder der Kleidung, die als sogenannte endokrine Disruptoren das körpereigene Hormonsystem stören und dadurch die Gesundheit schädigen. Diese Stoffe werden derzeit vor allem noch in aufwendigen Tierversuchen untersucht, die eine hohe Anzahl an Versuchstieren benötigen und mitunter nur bedingt aussagekräftig sind, da deren Ergebnisse nicht immer auf den Menschen übertragbar sind.
Das MORPHEUS-Projekt (englisch: „MORPHology-based Endocrine disrUptor Screening“) geht diese Thematik an und will den Anwendungsbereich einer zellbasierten Hochdurchsatzmethode zur Identifizierung antiöstrogener Substanzen – den E-Morph Assay – erweitern. Mit dieser Methode sollen dann giftige und krebserregende Stoffe erkannt werden. Mit Hilfe von „Cell Painting“ und Methoden der künstlichen Intelligenz sollen charakteristische Veränderungen der Zellmorphologie identifiziert werden, die durch Stoffe mit hormoneller Wirkung hervorgerufen werden. Anhand dieser „morphologischen Fingerabdrücke“ sollen im Projekt Computer-Modelle entwickelt werden, die es zukünftig erlauben, mögliche hormonelle Effekte von Chemikalien vorherzusagen und somit unnötige Tierversuche vermeiden. Dieses Forschungsvorhaben verfolgt im Sinne der Bekanntmachung die Reduzierung von Tierversuchen.
