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Wenn Vesikel Wirkstoffe liefen: Die Nano-Postboten der Medizin-Zukunft

In Salzburg wird seit kurzem in einem der spannendsten Gebiete der „Life Sciences“ geforscht: Wie können „extrazelluläre Vesikel“ dazu gebracht werden, Wirkstoffe aufzunehmen und diese im Körper dorthin zu transportieren, wo sie benötigt werden? Das könnte einen Paradigmenwechsel in der Medizin einleiten.

Univ.-Prof. Nicole Meisner-Kober, renommierte Biochemikerin mit Erfahrungen aus der pharmazeutischen Forschung, forscht in Salzburg an Vesikeln und damit an einem zukunftsträchtigen Gebiet der Medizin.
© Kolarik Univ.-Prof. Nicole Meisner-Kober, renommierte Biochemikerin mit Erfahrungen aus der pharmazeutischen Forschung, forscht in Salzburg an Vesikeln und damit an einem zukunftsträchtigen Gebiet der Medizin.

Das Institut von Univ.-Prof. Nicole Meisner-Kober ist derzeit noch in einem in die Jahre gekommenen Zweckbau untergebracht, versteckt in einer üppigen Aulandschaft an der Salzach, das letzte Gebäude der Billrothstrasse in Salzburg. Weit interessanter ist jedoch das Innenleben. Hier wird an „extrazelluläre Vesikels“ geforscht. Wie können diese Wirkstoffe aufzunehmen, und wie kann man sie dazu bringen, diese an ihren Bestimmungsort im Körper zu transportieren?  Klingt unspektakulär, könnte allerdings einen Paradigmenwechsel in der Diagnostik und Pharmazeutik, bzw. in der Medizin einleiten. Alle populären Schlagworte aus der Weiterentwicklung von Therapien - personalisierte Medikamente, Stammzellen-Therapie, Gen-Therapie – haben mit der Möglichkeit zu tun, Wirkstoff-Moleküle möglichst punktgenau zum Einsatz zu bringen.

Lieferservice des zellulären Systems

Was sind nun diese kleinen Hoffnungsträger, über die weltweit geradezu explosionsartig geforscht wird? Sie sind ein Ergebnis des rapide wachsenden Wissens über die Bausteine des Lebens: Alle Zellen biologischer Systeme, natürlich auch die Zellen des Menschen, schütten winzige (zwischen 50 und 100 Nanometer große) Partikel aus, sog. Mikro- bzw. Nano-Vesikel und Exosomen. Der Clou dabei: Deren Inhalt (Proteine etwa) kann von anderen Zellen aufgenommen und verwertet werden. Sie sind somit eine Art Lieferservice des zellulären Systems, und damit auch ein Informations- und Signalsystem des Körpers. Da zum Beispiel Krebszellen überdurchschnittlich viele und veränderte Vesikel aussenden, könnte dies zu einer besseren Diagnostik führen. Besonders interessant ist aber, die Vesikel zu Postboten für Wirkstoffe in Molekül-Größe zu machen. Die faszinierende Vision, die Forscher weltweit beschäftigt: Vesikel als „biologische Verpackung“ von Wirkstoffen würden den jetzt noch notwendigen Frontalangriff mit chemischen Zusätzen in Arzneien überflüssig machen. Nebenwirkungen könnten gesenkt oder eliminiert werden – und man nutzt oder kopiert dabei Mechanismen der Heilung, die die Natur schon gelöst hat, eben die Aufnahme von Vesikel-Inhalten in Empfängerzellen.

Alle Zellen schütten Vesikel aus. Diese könnten zu Postboten für Wirkstoffe in Molekül-Größe werden, wenn die Forschung dazu erfolgreich ist.
© Fotolia Alle Zellen schütten Vesikel aus. Diese könnten zu Postboten für Wirkstoffe in Molekül-Größe werden, wenn die Forschung dazu erfolgreich ist.

Bessere Wirkstoffe besser verabreichen

Hier kommt eine neue Spitzenforscherin in Salzburg ins Spiel: Univ.-Prof. Nicole Meisner-Kober. Die Biochemikerin wurde Ende 2018 auf den neu geschaffenen Stiftungslehrstuhl für chemische Biologie und biologische Wirkstoffe berufen, den Stadt und Land Salzburg für fünf Jahre geschaffen haben. Nach den fünf Jahren wird die Universität Salzburg den Lehrstuhl übernehmen. Stadt und Land wollen damit dem in Salzburg gar nicht so kleinen Sektor der Life Sciences einen weiteren starken Impuls geben. Dazu hat man sich eine kompetente Forscherin geholt: Nicole Meisner-Kober war 19 Jahre in der pharmazeutischen Industrie tätig, unter anderem in führender Forschungsposition bei Novartis in Basel. „Wir wollen Vesikel wie einen den Service von Fed-Ex für den Körper einsetzen“, erläutert Prof. Nicole Meisner-Kober das Forschungsziel. Genauer gesagt: „Unser Ansatz ist es, ein System oder eine Technologie zu entwickeln, die es der Pharmaindustrie ermöglicht, bessere Wirkstoffe besser zu verabreichen sowie bestehende Wirkstoffe sicherer und zielgerichteter zu machen.“

Ein neuer „heiliger Gral“ der Life Sciences

Denn noch sind viele Probleme nicht gelöst. Meisner-Kober forscht mit ihrem Team und im Verbund mit anderen Einrichtungen daran, wie Vesikel mit Wirkstoffen möglichst einfach und effektiv „beladen“ werden können. Auch könnten Vesikel nutzbar gemacht werden, die sich etwa in Kuhmilch und anderen Lebensmitteln finden. Denn eine Methode des Vesikel-Einsatz könnte es ein, diese oral über herkömmliche Lebensmittel einzunehmen – das tägliche Glas Milch als Prophylaxe oder als Mittel gegen eine akute Erkrankung sozusagen. Zu klären ist dabei jedoch, wie bei der oralen Verabreichung die richtige zelluläre „Adresse“ gefunden wird. Exosomen oder Vesikel könnten auch aus den eigenen Stammzellen gewonnen werden, also quasi personalisiert auf das jeweilige Genom hin beladen und verschickt werden.

Keine Wunder, dass nun weltweit Grundlagenforschung rund um den neuen „heiligen Gral“ (Meisner-Kober) der Wirkstoff-Medizin betrieben wird. Denn die Vesikel-Forschung könnte die Art und Weise, wie heute Heilung betrieben wird, grundlegend ändern. Weshalb es Meisner-Kober auch zurück in die Grundlagenforschung gezogen hat: „Die Forschung an Vesikeln und Exosomen hat enormes biomedizinisches Potenzial“, begründet sie den Wechsel aus der Industrie zurück an die Universität. Sie betrachtet ihren Lehrstuhl und ihre Forschung allerdings bewusst als Entwicklungs-Labor für Innovationen, die zurück in die Wirtschaft wirken. 

"Wir können uns in dieser Nische international profilieren!"
Univ.-Prof. Nicole Meisner-Kober

Salzburg zum richtigen Zeitpunkt eingestiegen

Dafür sorgt auch ein Cluster an Instituten und Labors zur Stammzellen- und Vesikel-Forschung, der in Salzburg entstanden ist. Aus EU-Mitteln wurde ein eigenes Transferzentrum für extrazelluläre Vesikel-Therapie (EV-TT) eingerichtet. Eng wird mit der Privatmedizinischen Universität (PMU) und ihrem GMP-Labor (Good Manufactoring Practice) unter Leitung von Prof. Dr. Eva Rohde und Dr. Mario Gimona, bzw. der SALK zusammengearbeitet, sowie mit Unternehmen wie STRATEC Consumables, die Biochips für die Diagnostik erzeugen. Gespräche mit weiteren Unternehmen sind im Gange. Im Rahmen des neu gegründeten EV-TT Zentrums wird zudem im Herbst in Salzburg ein internationales Symposium veranstaltet, das sich bewusst an Unternehmen richtet - nicht nur aus dem Life Science Sektor, sondern etwa auch aus der Nahrungsmittelindustrie. Die renommierte Forscherin sieht in der Vesikel-Forschung eine große Chance für den Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort Salzburg: „Wir können uns in dieser Nische international profilieren. Salzburg ist genau zum richtigen Zeitpunkt in dieses Forschungsgebiet eingestiegen!“



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