Interview | Dr.-Ing. Shirin Kadler und Dr. Jennifer Rosowski, Geschäftsstellenleitung des Si-M

1. Im Si-M werden Forschende der Charité und der Technischen Universität Berlin aus unterschiedlichen Fachgebieten zusammenarbeiten. Wie entscheidet sich, wer am Si-M an Projekten mitwirkt? Spielt dabei die gezielte Förderung von Nachwuchswissenschaftlern eine Rolle?

Jennifer Rosowski: Das Si-M ist als interdisziplinärer Forschungsraum konzipiert, in dem Forschende aus Medizin, Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften und Datenwissenschaften gemeinsam an humanbasierten Modellsystemen arbeiten. Ziel ist es, neue Verbindungen zwischen wissenschaftlichen Disziplinen zu schaffen und Forschungsideen zu ermöglichen, die an den klassischen Fachgrenzen oft nicht entstehen würden. Die Forschungsprogrammatik ist bewusst dynamisch angelegt und entwickelt sich kontinuierlich mit wissenschaftlichen Fragestellungen und technologischen Innovationen weiter. Welche Arbeitsgruppen im Si-M tätig sind, entscheiden die Principal Investigators (PI) des Hauses gemeinsam. Dabei stehen wissenschaftliche Exzellenz, Innovationskraft und das Potenzial für interdisziplinäre Zusammenarbeit im Mittelpunkt.

Ein wesentliches Merkmal des Si-M ist die gezielte Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Durch einen natürlichen Erneuerungszyklus von etwa fünf bis sechs Jahren entstehen regelmäßig Freiräume für neue Themen und neue Köpfe. Insbesondere jungen Gruppenleiterinnen und Gruppenleitern sowie Nachwuchs-PIs aus etablierten Forschungsbereichen bietet das Si-M die Möglichkeit, eigene Ideen in einem hochmodernen Forschungsumfeld zu entwickeln und gemeinsam mit erfahrenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern umzusetzen.

Shirin Kadler: Das Schöne am Si-M ist dabei nicht nur, dass wir so viele Expertisen und Technologien im Haus miteinander vernetzen, sondern auch, dass die verschiedenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Berlin und der Charité jeweils ihre eigenen, vor allem unterschiedlichen Herangehensweisen mitbringen. Gerade diese Unterschiede sind für die Forschungsprojekte ein großer Mehrwert.

2. Die Modellsysteme des Si-M liefern Einblicke in Krankheiten und die Dynamik, die sie im Körper entfalten. Wie lässt sich die praktische Bedeutung dieser Einblicke für die Entwicklung neuer Therapeutika beschreiben?

Shirin Kadler: Die Modellsysteme des Si-M sind primär darauf ausgelegt, menschliche Physiologie und Pathophysiologie zu simulieren, also menschliche Zell- und Gewebesysteme so zu organisieren, dass sie Erkrankungen und ihre Dynamik nachbilden. Ihre praktische Bedeutung für die Entwicklung von Therapien liegt vor allem darin, dass sie fundamentale mechanistische Einblicke ermöglichen, aus denen wir lernen.

Durch 3D-Kultivierung, Bioprinting und Multi-Organ-Chips werden aus Patientenmaterial humane Gewebe- und Organmodelle hergestellt, die spezifische Krankheitszustände (zum Beispiel Tumoren, Entzündungen, metabolische Erkrankungen) abbilden. Biogedruckte Tumormodelle und isolierte Lungenmodelle können mithilfe komplexer Analysemethoden zeigen, wie Krebszellen mit anderen Zelltypen interagieren, wie sich ihre Tumorumgebung vom gesunden Gewebe unterscheidet, wie Infektionen ins Gewebe eindringen und wie sich pathologische Prozesse zeitlich entwickeln. Wir hoffen somit Entstehungswege von Krankheiten auf menschlicher Zell- und Gewebebasis verfolgen zu können, aus denen sich neue Therapieansätze ableiten lassen.

3. Welche Bedeutung hat Ihre Arbeit für die Reduktion von Tierversuchen in der Wirkstoffentwicklung? Und kann Arzneimittelentwicklungen durch humanbasierte Modelle effektiver werden?

Jennifer Rosowski: Humanbasierte Modellsysteme sind eine wichtige Zukunftstechnologie für die biomedizinische Forschung und leisten einen Beitrag zur Weiterentwicklung des 3R-Prinzips (Anmerk. d. Redaktion: Das 3R-Prinzip beschreibt ethische Handlungsgrundsätze für die Forschung mit der Hilfe von Tieren. Die drei R stehen für die englischen BegriffeReplace, Reduce, Refine). Die Sie sind nicht als vollständiger Ersatz für alle Tiermodelle zu verstehen, sondern als komplementäre Technologien, die bestehende Methoden ergänzen und neue Möglichkeiten eröffnen, menschliche biologische Prozesse direkt zu untersuchen. Die besondere Stärke des Si-M liegt in der Verbindung komplexer humaner Modelle mit modernsten Analysemethoden, die es ermöglichen biologische Prozesse bis auf die Ebene einzelner Zellen und Moleküle zu entschlüsseln. In Kombination mit den klinischen Daten und Patientenproben eines Universitätsklinikums entsteht die Möglichkeit, experimentelle Modelle und menschliche Krankheitsbilder enger miteinander zu verknüpfen. Dadurch können Krankheitsmechanismen besser verstanden, neue Targets identifiziert und Therapieansätze frühzeitiger und präziser bewertet werden. Das kann dazu beitragen, Entwicklungsprozesse effizienter zu gestalten und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass vielversprechende Wirkstoffkandidaten auch in späteren klinischen Phasen erfolgreich sind. Gleichzeitig unterstützen diese Ansätze das Ziel, den Einsatz von Tiermodellen dort zu reduzieren, wo humane Modellsysteme relevante biologische Fragestellungen besser beantworten können.

4. Nach Testung neuartiger Therapeutika im Si-M können diese dann am BeCAT direkt weiterentwickelt und hergestellt werden. Wie wird diese Zusammenarbeit in der Praxis ausgestaltet sein?

Shirin Kadler: Si‑M und BeCAT sind komplementäre Einrichtungen des neuen Campus für Bio‑ und Medizintechnologie in Berlin‑Wedding. Durch ihre räumliche Nähe entsteht eine enge Verbindung von humanbasierter Modellforschung, präklinischer Validierung und GMP‑naher Entwicklung innovativer Therapeutika (Anmerk. d. Redaktion: GMP steht für „good manufacturing practice“. Gemeint sind damit Richtlinien zur Qualitätssicherung, die einen Herstellungsprozess garantieren, der nachweislich zu einem qualitativ einwandfreien Produkt führt). Das bedeutet konkret, dass wir zukünftig Forschungsprojekte haben, die sowohl Si‑M‑ als auch BeCAT‑Komponenten enthalten. Durch den Einsatz von gedruckten Geweben, Multi‑Organ‑Chips und komplexeren humanen 3D‑Modellstrukturen können wir die Interaktion therapeutischer Zellen mit Zielgeweben auf menschlicher Zell‑ und Gewebebasis analysieren. Damit lassen sich die zellulären und molekularen Prozesse, die zur Regeneration oder Tumorkontrolle führen, genauer nachvollziehen, während gleichzeitig unerwünschte Effekte wie fehlgerichtete Wirkungen oder immunologische Reaktionen besser identifiziert werden. Die Erkenntnisse fließen zurück: Am BeCAT können so therapeutische Ansätze gezielt weiterentwickelt werden, zum Beispiel durch die Modifikation von Oberflächenmarkern, die Optimierung der Zelldosis oder durch die Kombination mit geeigneten Biomaterialien.  Durch gemeinsame Forschungsprojekte, die Nutzung gemeinsamer Infrastruktur und die enge Verzahnung unserer wissenschaftlichen Expertise entsteht so eine Plattform, die die Translation neuer Therapien unterstützt und Berlin als Standort für neue Therapien stärkt.

5. Das Si-M wurde im April eröffnet. Was werden die ersten Projekte sein, die umgesetzt werden und welche Meilensteine sollen in den kommenden Jahren erreicht werden?

Jennifer Rosowski: Das Si-M ist mit seiner Eröffnung im April in eine neue Phase eingetreten: Nun geht es darum, das Gebäude mit einer lebendigen wissenschaftlichen Gemeinschaft zu füllen und neue Formen der Zusammenarbeit entstehen zu lassen. Ein erster wichtiger Meilenstein ist daher der Einzug und die Vernetzung der Forschungsgruppen aus unterschiedlichen Disziplinen sowie der Aufbau einer gemeinsamen wissenschaftlichen Kultur. In den kommenden Jahren werden wir insbesondere die Entstehung neuer interdisziplinärer Forschungsprojekte fördern. Entscheidend ist, dass aus Begegnungen im Haus langfristige Kooperationen entstehen, die über etablierte Fachgrenzen hinausgehen und neue wissenschaftliche Fragestellungen ermöglichen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Einbindung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die ihre innovativen Ideen in einem Umfeld entwickeln können, das Austausch und Zusammenarbeit aktiv unterstützt. Ein weiterer zentraler Meilenstein ist der Aufbau gemeinsamer Forschungsaktivitäten und die Einwerbung zusätzlicher Drittmittel, um wissenschaftliche Freiräume für neue, interdisziplinäre Ansätze zu schaffen. Ziel ist es, Ressourcen für explorative Projekte bereitzustellen, erste Ideen und Pilotstudien zu ermöglichen und damit Forschungsvorhaben zu unterstützen, die das Potenzial für langfristige wissenschaftliche Durchbrüche haben. Langfristig soll sich das Si-M als international sichtbare Forschungsplattform für humanbasierte Modellsysteme und translationale Biomedizin etablieren.

Weiterführende Links: 

• Webseite Si-M 
• HealthCapital zur Eröffnung der Forschungszentren 
• Spezialthema | Si-M und BeCAT – Berliner Forschungszentren für innovative Therapieentwicklung