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Merck/imec

Mikrophysiologische Systemplattform

20. Mai 2025, 8:09 Uhr | Iris Stroh

Imec und Merck arbeiten zusammen, um gemeinsam eine Plattform für mikrophysiologische Systeme (MPS) zu entwickeln.

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Dieses Programm zur gemeinsamen Entwicklung und Zusammenarbeit zielt darauf ab, modernste Organoid-Biologiemodelle mit modernster Halbleiterhardware zu kombinieren und dabei spezifische Biosensorik- und Mikrofluidik-Funktionen zu integrieren, die alle für den benutzerfreundlichen Einsatz in einem Merck Healthcare-Labor validiert sind und global von der führenden Life Science-Geschäftseinheit von Merck unterstützt werden. Dieser Ansatz soll Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, schnell relevante Erkenntnisse über den Zustand einzelner Organe bis hin zu einem vernetzten System aus mehreren Organen zu gewinnen und damit den Weg für präzisere und effizientere Arzneimittelentwicklungsprozesse ebnen.

Im Mittelpunkt dieser Partnerschaft im Bereich der Hardwareentwicklung steht das gemeinsam entwickelte anpassungsfähige modulare System, das eine nahtlose Erweiterung von Einzel- zu Mehrorgan-Konfigurationen ermöglicht. Die standardisierten Schnittstellen des Systems ermöglichen kundenspezifische Konfigurationen aus dem breiten Portfolio von Merck an induzierten pluripotenten Stammzellen und patientenabgeleiteten Organoidmodellen. In Kombination mit dem Know-how von imec in der Integration von Sensortechnologie ermöglichen modernste integrierte Biosensoren den Kunden, durch in-situ-Messungen ohne Marker qualitativ bessere Daten zu erhalten und die Kontrolle und Reproduzierbarkeit der Zellkulturen zu verbessern. Das Ergebnis: zuverlässigere Vorhersagen und Echtzeit-Identifizierung der Reaktionen menschlicher Organe auf Arzneimittel und chemische Reize mit Anwendung in der präklinischen Sicherheit, Toxizitätsstudien und im Bereich DMPK (Drug Metabolism and Pharmacokinetics).

Darüber hinaus ermöglicht der standardisierte Satz von Grundbausteinen, auf denen diese Technologie basiert, eine einfache Anwendung und Datenkonsistenz über verschiedene Versuchsaufbauten hinweg. Diese Standardisierung soll besser vergleichbare und reproduzierbare Ergebnisse in der gesamten pharmazeutischen Industrie ermöglichen, um die Zeit bis zur Markteinführung von Medikamenten weiter zu verkürzen und die Kosten zu senken.

»Adequate präklinische Modelle erfordern biologische Relevanz und die Fähigkeit, umfangreiche und vielfältige Datensätze bei hohem Durchsatz zu generieren – etwas, das kein derzeitiges Modell bieten kann. Bei imec entwickeln wir eine einzigartige Chip-Technologie, um diese Datenlücke zu schließen. In Kombination mit dem Know-how von Merck im Bereich Life Science und Healthcare werden wir in der Lage sein, den wachsenden Bedarf an präklinischen Modellen zur Steuerung von KI-Modellen für die Arzneimittelentwicklung zu decken«, sagte Paru Deshpande, Vice President R&D bei imec.

»Durch die Integration von Mercks branchenführendem Portfolio an induzierten pluripotenten Stammzellen und von Patienten gewonnenen Organoiden mit der gemeinsamen bahnbrechenden Hardware-Plattform, die über eine noch nie dagewesene Anzahl von Biosensoren verfügt, schaffen wir eine vernetzte In-vitro- und In-silico-Pipeline, die in der Lage ist, die dringend benötigten hochwertigen biologischen Trainingsdaten zu erzeugen. In Verbindung mit der KI-gesteuerten Wirkstoffforschung wird dieses geschlossene Betriebsmodell die Übertragbarkeit der Daten auf den Menschen erheblich verbessern, die Entdeckung neuer Wirkstoffkandidaten beschleunigen und es den Forschern ermöglichen, den menschlichen Körper besser als je zuvor zu simulieren«, erläutert Steven Johnston, Vice President und Head of Technology Enablement bei Merck, das umwälzende Potenzial dieser Zusammenarbeit.

Im Zuge dieser Zusammenarbeit laden Merck und imec auch andere Biotech- und Pharmaunternehmen ein, sich dieser Kooperation anzuschließen, um die nächste Generation von MPS-Modellen zu entwickeln, die das Potenzial haben, den Patienten schneller als je zuvor sicherere und wirksamere Behandlungen zu bieten.