Die Aston University erhält Mittel zur Entwicklung einzigartiger krebsbekämpfender „Magnetobots“
Die Aston University hat im Rahmen des Personalaustauschprogramms Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) 1,2 Millionen Euro für ein Projekt erhalten, bei dem 18 Partnerorganisationen zusammenkommen, um einzigartige „Magnetobots“ zur Krebsbekämpfung zu entwickeln.
Die Magnetobots, die aus Mikroorganismen namens magnetotaktischen Bakterien hergestellt werden, werden diagnostische Bildgebung und gezielte Therapien (ein Bereich, der gemeinsam als „Theranostik“ bekannt ist) kombinieren, um solide Tumoren häufiger Krebsarten in Europa, einschließlich Bauchspeicheldrüsen-, Brust-, Lungen- und Darmkrebs, zu identifizieren und zu behandeln. Das Gesamtprojekt wird eine Kombination aus Biologie, Chemie, Ingenieurwesen und bildgebenden Verfahren nutzen, um zu untersuchen, wie die Bakterien wachsen, wie sie ihre magnetischen Partikel herstellen und wie ihre Oberfläche verändert werden kann.
Magnetotaktische Bakterien, die in der Natur vorkommen, erzeugen in ihren Zellen magnetische Partikel, sogenannte Magnetosomen, um den Bakterien mithilfe von Magnetfeldern die Navigation durch ihre Umgebung zu erleichtern. Sie kommen häufig an wasserreichen Orten wie Seen, Flüssen, Sedimenten und Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffgehalt vor. Das MagBIO-Team unter der Leitung von Dr. Alfred Fernandez-Castane, Dozent für Chemie- und Bioverfahrenstechnik und Hauptforscher am Aston Institute for Membrane Excellence (AIME) und am Energy and Bioproducts Research Institute (EBRI), wird versuchen, diese natürliche magnetische Eigenschaft und Zugehörigkeit für Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffgehalt zu nutzen.
Forscher werden versuchen, „Nutzlasten“ wie Krebsmedikamente, wirkstoffbeladene Liposomen und immunstimulierende Materialien auf die Oberfläche der Bakterien zu bringen. Die magnetischen Partikel in den Bakterien könnten Forschern dabei helfen, sie mithilfe externer Magnetfelder gezielt zu Tumoren zu führen und sie mit bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) zu verfolgen.
Das Team wird auf früheren Forschungen zu magnetotaktischen Bakterien aufbauen, einschließlich ihrer Verwendung in der Biotechnologie, Bildgebung und Biomedizin. An der Aston University hat die Forschungsgruppe von Dr. Fernandez-Castane bereits magnetotaktische Bakterien und ihre Magnetosomen eingesetzt, um wertvolle Proteine aus Blutserum und kritische Metalle aus Abfallmaterialien zurückzugewinnen.
Alle Partner werden innerhalb des Forschungsprojekts spezifische Verantwortlichkeiten haben. Die Aston University wird daran arbeiten, zu verstehen, wie magnetotaktische Bakterien zuverlässig gezüchtet, kontrolliert und produziert werden können. Dr. Fernandez-Castane und seine Aston-Forscherkollegen – Professor Alan Goddard, Professor Andrew Devitt, Dr. Ivana Milic, Professor Paul Topham, Dr. Martina Pasini, Dr. George Teke und Dr. Marta Maso-Martinez – werden Bioreaktoren verwenden, ähnlich den kontrollierten Tanks, die in der Biotechnologie und der pharmazeutischen Herstellung verwendet werden. Das Team wird untersuchen, wie Sauerstoffgehalt, Nährstoffe, Wachstumsbedingungen und Prozessskalierung kontrolliert werden können, damit die Bakterien gleichmäßiger produziert werden können.
Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung des Aston-Teams wird die Nachhaltigkeit sein. Dazu gehören die Verbesserung der Ausbeute, die Reduzierung des Abfalls, der Einsatz digitaler Überwachungstools und die Prüfung, ob Nebenprodukte oder Abfallströme aus dem Prozess wiederverwendet oder reduziert werden können. Eine vielversprechende medizinische Technologie kann nur vorankommen, wenn sie sicher, konsistent und in einem nützlichen Maßstab hergestellt werden kann.
Ein wichtiges Merkmal des Projekts ist die interdisziplinäre, internationale und intersektorale Zusammenarbeit zwischen bis zu 67 Forschern. Durch integrierte Entsendungen zwischen den 18 Partnerinstituten wird MagBIO den Wissenstransfer nutzen, um 34 Nachwuchsforscher (ESRs) und 33 erfahrene Forscher (ERs) zu zukünftigen Führungskräften in Wissenschaft und Industrie auszubilden.
Wir sind unglaublich stolz darauf, dass MagBIO eine der ersten koordinierten europaweiten Bemühungen darstellt, führende Experten für magnetotaktische Bakterien mit Spezialisten komplementärer Disziplinen zusammenzubringen, um lebende Magnetobots für die Krebstheranostik zu erforschen. Das Feld befindet sich noch in einem frühen Stadium, aber das Potenzial ist wirklich spannend. Indem MagBIO auf einem starken Fundament bahnbrechender Forschung aufbaut, möchte es die interdisziplinäre Dynamik schaffen, die erforderlich ist, um die auf lebenden Bakterien basierende Theranostik der nächsten Generation voranzutreiben.“
Dr. Alfred Fernandez-Castane, Dozent für Chemie- und Bioverfahrenstechnik und Hauptforscher am Aston Institute for Membrane Excellence (AIME) und am Energy and Bioproducts Research Institute (EBRI)
Quellen: