Forschungsschwerpunkt Technologien für die Molekulare Medizin

Die Molekulare Medizin nutzt Erkenntnisse über physiologische und pathologische Vorgänge für die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Verfahren. Dazu werden Technologien zur Untersuchung von Pathomechanismen auf molekularer Ebene entwickelt, die zur Auffindung neuer Ansatzpunkte für die Pharmaentwicklung genutzt werden können. Erwartet werden hiervon u.a. Patientengruppen-spezifische Diagnoseverfahren und Wirkstoffe mit geringeren Nebenwirkungen. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt der Molekularen Medizin ist die Herstellung von gesundheitlich relevanten Produkten über Ganzzellbiokatalyse. In interdisziplinärer Zusammenarbeit wird in diesem Bereich an der molekularbiologischen Optimierung von Produktionsstämmen, der Produktherstellung in fermentativen Prozessen und dem Downstream Processing gearbeitet.

  • Metabolic Engineering: Auf Basis bioanalytischer Methoden werden Engpässe im Metabolismus von Mikroorganismen identifiziert und durch genetische Modifikation beseitigt. Die Maßnahmen dienen dazu, Hochleistungsstämme für eine industrielle Produktion zu entwickeln.
  • Bioprozesstechnik stellt die biotechnische Produktion von Feinchemikalien, Grundstoffen und Biopharmazeutika mit Hilfe von Enzymen sowie pro- und eukaryotischer Zellen in den Mittelpunkt der Arbeit. Sie versteht sich als Plattform für die Optimierung und Neuentwicklung biotechnischer Produktionsprozesse.
  • Downstream Processing: Obwohl die Biosynthese oft sehr selektiv ist und kaum Nebenprodukte entstehen, liegt das Zielprodukt in der Fermentationsbrühe meist nur in geringer Konzentration und mit vielen Begleitstoffen vor. Dementsprechend ist eine effiziente Abtrennung entscheidend für die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit des gesamten Verfahrens.
  • Kultivierung und Differenzierung genetisch veränderter Stammzellen: Sie dienen als technologische Basis zur Identifizierung neuer Zielmoleküle (Drug Targets) sowie zur Entwicklung verbesserter HTS-Assays für die Wirkstoffentwicklung.
  • Expression von cytotoxischen und aggregationsempfindlichen Proteinen (aggregation-proned proteins). Diese werden dadurch einer Strukturaufklärung zugänglich, was unabdingbare Voraussetzung für die Entwicklung neuer Wirkstoffe ist.
  • Von nanoskaligen Strukturen für den Wirkstofftransport im Blutsystem und lokale Freisetzung von Wirkstoff-beladenen Mikrobläschen im menschlichen Körper
  • Ferromagnetische Nanofluide aus Nanokohlenstoff sind potenziell nützliche Nano-Systeme für zahlreiche biologische und medizinische Anwendungen. Einsatz finden diese unter anderem in neuen sensitiven tomographischen Bildgebungsverfahren (Magnetic Particle Imaging, MPI) oder in der lokalen Therapie.

Das Westfälische Institut für Gesundheit hat sich auf folgende Aktivitäten spezialisiert:

Aktivitäten

  • Expression von cytotoxischen und aggregationsempfindlichen Proteinen (aggregation-proned proteins). Diese werden dadurch einer Strukturaufklärung zugänglich, was unabdingbare Voraussetzung für die Entwicklung neuer Wirkstoffe ist.
  • ?Metabolic Engineering?. Hier werden gezielt Flaschenhalsreaktionen der Biotechnologie bioinformatisch analysiert, strukturell optimiert und analytisch-chemisch validiert, um höhere Ausbeuten zu erzielen.
  • von nanoskaligen Strukturen für den Wirkstofftransport im Blutsystem und
    lokale Freisetzung von Wirkstoff-beladenen Mikrobläschen im menschlichen Körper
  • Kultivierung und Differenzierung genetisch veränderter Stammzellen: Sie dienen als technologische Basis zur Identifizierung neuer Zielmoleküle (?Drug Targets?) sowie zur Entwicklung verbesserter HTS-Assays für die Wirkstoffentwicklung.
  • Ferromagnetische Nanofluide aus Nanokohlenstoff sind potenziell nützliche Nano-Systeme für zahlreiche biologische und medizinische Anwendungen. Einsatz finden diese unter anderem in neuen sensitiven tomographischen Bildgebungsverfahren (Magnetic Particle Imaging, MPI) oder in der lokalen Therapie.
Grafik Innovationsstrasse - Grundlagenforschung

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