„Lichtsteuerung“ für Zellen: Projekt OptoGenTech am Photonik Inkubator Göttingen genehmigt

Quelle: Gerhard Hoch, Institut für Auditorische Neurowissenschaften, Universitätsmedizin Göttingen

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat mit „OptoGenTech“ am Photonik Inkubator in Göttingen ein Projekt zur Entwicklung von implantierbaren Sonden für die optische Stimulation von Nervenzellen genehmigt, mit dem Ziel der Ausgründung einer eigenständigen Firma. Dafür stellt das BMBF ca. 1,4 Mio. € für eine Laufzeit von zwei Jahren aus seiner Förderlinie Photonik Forschung Deutschland bereit.

Diese implantierbaren Sonden sind dringend benötigte „Werkzeuge“ für die bio-medizinische Forschung auf dem Gebiet der Optogenetik. Dieses hochaktive Forschungsfeld beschäftigt sich mit der lichtgesteuerten Kontrolle der Aktivität von Zellen, welche durch Einbringen von genetischen „Schaltern“ durch Licht aktiviert oder gehemmt werden können. Inzwischen ist es nicht nur möglich, Nervenzellen mit Licht ein- und auszuschalten, sondern auch viele weitere Zellfunktionen optisch zu aktivieren. Ein großer Vorteil gegenüber der elektrischen Stimulation, wie sie beim Herz- oder Hirnschrittmacher oder beim klassischen Cochlea Implantat angewendet wird, ist dass u.a. Nerven-Zellen mit Licht Zelltyp-spezifisch und räumlich präzise adressiert werden können. Die optogenetische Steuerung erlaubt daher eine wesentlich genauere Kontrolle der Zellaktivität. Diese Fortschritte haben nicht nur in den Neurowissenschaften grundlegend neue Methoden für die Grundlagenforschung geschaffen, sondern öffnen auch langfristig neue Perspektiven für Medizinprodukte wie das Cochlea Implantat mit bisher unerreichbarem Potenzial.

In OptoGenTech werden miniaturisierte Lichtquellen-Arrays entwickelt, die als implantierbare Sonden die technologische Umsetzung der Optogenetik am lebenden Organismus ermöglichen. Diese Sonden sollen, zunächst für die Anwendung in der Grundlagenforschung, als integraler Bestandteil von Systemen mit Elektronik zur Ansteuerung und Signalaufbereitung, Softwarepaket und Infrastruktur für Verhaltensexperimente auf den Markt gebracht werden. Die Ansteuerung wurde im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrates geförderten „OptoHear“ Projekts entwickelt.

Im Projekt wird auf zwei Typen von Sonden gesetzt: „aktive Sonden“ mit miniaturisierten Mikro-LEDs auf flexiblen Trägern und „passive Sonden“, bei denen Licht von Laserdioden über optische Polymer-Wellenleiter ins Gewebe geführt wird. Zum Ansatz der lokalen Anregung mit Mikro-LED-Arrays wurden bereits in den vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekten „Lichthören“ und „optical CI“ Prototypen entwickelt, so dass ein schneller Einstieg vor allem in den Forschungsmarkt erwartet wird. Die Wellenleiter-Sonden haben den zusätzlichen Vorteil, dass die Halbleiter-Lichtquellen mit Ansteuerungselektronik räumlich vom Ort der Stimulation im Gewebe separiert sind. Damit schafft man mehr Freiheit bei den Materialien, die in direktem Kontakt mit dem zu stimulierenden Gewebe sind und kann die aktiven Bauelemente besser hermetisch verkapseln, als Voraussetzung für medizinische Implantate, die, wie im Falle des optischen Cochlea Implantats, über viele Jahre in der „elektronikfeindlichen“ Umgebung des menschlichen Körpers funktionieren müssen.

Mit dem Projekt OptoGenTech nimmt der Photonik Inkubator sein sechstes Projekt auf. Der Photonik Inkubator verfolgt das Ziel, Forschung und Entwicklung aus dem akademischen Bereich weiterzuführen und zu kommerzialisieren. Innovative Gründer können ihre Idee weiterausarbeiten und zu einem marktfähigen Produkt. Sie erhalten Coaching und Schulungen für ihre zukünftige unternehmerische Tätigkeit. Die Projekt- und Personalkosten werden in dieser Zeit zu 100 Prozent übernommen, gleichzeitig kümmern sich die Inkubator-Mitarbeiter um eine tragfähige IP-Strategie sowie die nachhaltige Anschlussfinanzierung.

 

Kontakt:

Photonik Inkubator GmbH
Julia Liebing
0551 30724-135, liebing@photonik-inkubator.de
Hans-Adolf-Krebs-Weg 1, 37077 Göttingen

Universitätsmedizin Göttingen
Institut für Auditorische Neurowissenschaften
Robert-Koch-Straße 40, 37075 Göttingen
& Deutsches Primatenzentrum
Prof. Dr. Tobias Moser
Telefon 0551 / 39-8968, -22803, tmoser@gwdg.de

Technische Universität Chemnitz
Experimentelle Sensorik (EXSE)
Prof. Dr. Ulrich Theodor Schwarz
Telefon 0371 / 531-30001, ulrich.schwarz@physik.tu-chemnitz.de
Reichenhainer Straße 70, 09126 Chemnitz