Gesundheitsforschung mit Mikrosystemen – Reutlinger Entwicklung weltweit führend

Mikroelektroden-Arrays, kurz MEAs sind kleine Glasplättchen, auf dem bis zu mehrere Hundert mikroskopisch kleine Elektroden angeordnet sind. Auf solchen Glasplättchen können einzelne Zellen aus Nerv- und Herzpräparaten, aber auch intakte Gewebestücke kultiviert werden.

Über die Elektroden lassen sich die Zellen elektrisch stimulieren und die elektrische Aktivität der Zellen kann gemessen werden. Dadurch kann zum Beispiel die räumlich-zeitliche Ausbreitung von Reizantworten in Nervensystemen nach der Zugabe von Wirkstoffen aus der Medikamentenforschung untersucht werden.

Die Modellpräparate lassen sich bei der Wirkstofffindung für Krankheiten wie Epilepsie, Schlaganfall, Schizophrenie, Degeneration und Regeneration sowie Herz-Kreislauf Erkrankungen einsetzen.

Seit ihrer Einführung vor 35 Jahren wurde die Technologie ständig weiterentwickelt und fand ihren Weg in viele Forschungslabors. Die Hauptabnehmer für MEAs sind akademische Labors, in denen sich die Technologie als zuverlässiges Standard-Tool durchgesetzt hat. Seit wenigen Jahren interessiert sich die Pharmaindustrie verstärkt für die Technologie – getrieben durch die Notwendigkeit, ausgewählte Substanzen hinsichtlich ihrer Wirkung und Nebenwirkung auf Ionenkanäle, die in fast allen Zellen unseres Körpers vorkommen, zu untersuchen.

Das NMI ist einer der Pioniere der MEA-Technik. Seit über 20 Jahren wird diese Technik laufend weiterentwickelt, vereinfacht und zunehmend automatisiert. Besondere Elektrodenmaterialien ermöglichen sehr rauscharme Messungen. Mit neuen Materialkombinationen und Fertigungsverfahren entstehen MEAs für neue Anwendungen. Im institutseigenen Reinraum werden die MEAs gefertigt und an den Entwicklungs- und Vertriebspartner Multi Channel Systems MCS GmbH, Reutlingen, ausgeliefert.

Multi Channel Systems entwickelt elektronische Messsysteme und Software für die nichtklinische Elektrophysiologie. Nachdem sich der japanische Hauptwettbewerber mehr und mehr aus diesem Markt zurückzieht, ist die 1996 gegründete Firma zum weltweit bedeutensten Anbieter der MEA-Technologie aufgerückt. Ihr Marktanteil liegt bei ca. 90 %.

Das alle zwei Jahre stattfindende MEA-Meeting ist das wichtigste internationale Informations- und Diskussions-Forum für Entwickler und Anwender der Technologie. Top-Experten, Studenten und interessierte Wissenschaftler nutzen die Gelegenheit, um aktuelle Entwicklungen zu diskutieren und neue Kooperationen anzubahnen. Die BIOPRO Baden-Württemberg GmbH bringt als Mitveranstalter des MEA-Meetings einen Tagungsband heraus, der die vielfältigen Aspekte der Technologie und ihrer Anwendungen wiederspiegelt.

Miniaturisierte Methoden haben in der Biotechnologie und in der Pharmaindustrie eine große Bedeutung erlangt. Zeitaufwändige Laborprozesse lassen sich durch Miniaturisierung und Integration automatisieren. Eine besondere Bedeutung hat für das NMI die Elektrophysiologie, die in der Wirkstoffentwicklung eine immer größere Rolle spielt.

Die MEA-Technologie war denn auch die techno-logische Basis für eine Lösung für das automatisierte Patch-Clamping und für die Ausgründung der Firma Cytocentrics AG. Diese mittlerweile in Rostock angesiedelte Firma hat das Konzept umgesetzt und entwickelt einen Automaten für industrielle Ionenkanal-Untersuchungen.

„Mikro- und nanotechnische Innovationen sind die Basis für neue Testmethoden in der Medizintechnik und bei der Medikamentenentwicklung. Wir entwickeln Mikro- und Nanosysteme zur Manipulation und Analyse von Biomolekülen, Zellen und Geweben, wobei wir technische Entwicklungen mit biotechnischen und zellbiologischen Methodenentwicklungen verbinden.“ (Dr. Alfred Stett, Stellvertretender Institutsleiter, NMI)

Weitere Informationen zum MEA Meeting und zum NMI:
NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Uni Tübingen
Dr. Nadja Gugeler
Markwiesenstraße 55
72770 Reutlingen
Tel.: 07121 51530-842
Fax: 07121 51530-16
E-Mail: gugeler@nmi.de
Informationen zu Multi Channel Systems
Multi Channel Systems MCS GmbH
Dr. Karl-Heinz Boven
Aspenhaustrasse 21
72770 Reutlingen
Tel: 07121-9 09 25 0
Fax: 07121-9 09 25 11
sales@multichannelsystems.com