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forschen / 04.07.2024
Neues „Center of Excellence“ für Einzelzell-Omics

Am 8. Juli 2024 starten das Max Delbrück Center und Bruker eine strategische Partnerschaft, um ein Innovationszentrum für die Systemmedizin aufzubauen. Der gemeinsame Fokus: auf Massenspektrometrie basierende Einzelzell- und Multiomik-Technologien entwickeln und in die Anwendung bringen.

Das Max Delbrück Center und das Unternehmen Bruker haben eine strategische Zusammenarbeit vereinbart, um gemeinsam Innovationen in der Systemmedizin voranzutreiben. Die Partnerschaft soll es Wissenschaftler*innen beider Seiten  ermöglichen, Hand in Hand Werkzeuge und Lösungen für die Präzisionsmedizin zu entwickeln.

Das neue „MDC-Bruker Center of Excellence for Single Cell Omics“ wird am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie des Max Delbrück Center (MDC-BIMSB) in Berlin-Mitte angesiedelt sein. Durch den „Industry-on-Campus“-Ansatz werden Forschende des Max Delbrück Center Zugang zu den neuesten Massenspektrometrie-Technologien sowie zur Expertise von Bruker in der Einzelzell- und räumlichen Proteomik haben. Gleichzeitig bekommt Bruker über die enge Zusammenarbeit mit dem Max Delbrück Center und seinen Forschungspartnern, darunter die Charité – Universitätsmedizin Berlin und das künftige Einstein Center for Early Disease Interception, wichtige Einblicke in mögliche klinische Anwendungen.

Eröffnet wird das MC-Bruker-Center am 8. Juli 2024 mit einem Symposium, bei dem zwei weltweit anerkannte Größen auf dem Gebiet sprechen werden: Professor Matthias Mann, Direktor des Max-Planck-Instituts für Biochemie und Pionier der Massenspektrometrie-basierten Proteomik, und Professor Amos Tanay vom israelischen Weizmann Institute of Science. Er kombiniert Einzelzellanalysen und umfangreiche elektronische Gesundheitsdaten auf wegweisende Art und Weise.

Komplementäre Technologien

Forschende am Max Delbrück Center haben innovative Technologien zur räumlichen Einzelzellanalyse entwickelt, die Zellen eines Gewebes in 2D und 3D erfassen. Hinzu kommen Plattformen für räumliche Einzelzell-Proteomik, die das Max Delbrück Center etabliert hat. Sie sind breit anwendbar und arbeiten mit archivierten Proben von Patient*innen mit verschiedensten Erkrankungen. Wer Gesundheit und Krankheit verstehen will, muss allerdings biologische Informationen auf der Ebene des Genoms, des Transkriptoms, des Proteoms und des Metaboloms analysieren. Bislang konzentrieren sich die meisten Ansätze auf eine einzige Modalität.

Die Proteomik-Technologien basieren auf dem timsTOF-Ultra-System von Bruker – einem hochempfindlichen Massenspektrometer, das die Proteine in einzelnen Zellen aus Kulturen und archiviertem Gewebe untersuchen kann. Es gewährt zwar einen präzisen Einblick, wie unterschiedlich das Proteom von Zelle zu Zelle ist. Es liefert aber keine Informationen zu Transkriptom oder Metabolom und gibt auch keinen Aufschluss über die Dynamik der zellulären Prozesse.

Industry on Campus: Wissenschaft und Wirtschaft vernetzen

Nun wollen das Max Delbrück Center und Bruker ihre Kooperation vertiefen. Um Krankheitsprozesse auf der Ebene einzelner oder weniger Zellen zu verstehen, wollen sie mit ihrem ersten gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekt eine Plattform schaffen, die Proteine, Metabolite und Lipide gleichzeitig analysieren kann. Das langfristige Ziel: einen Multiomik-Workflow zu entwickeln, der in verschiedensten klinischen Zusammenhängen einsetzbar ist. Das Gemeinschaftsprojekt mit einem Gesamtvolumen von 1,2 Millionen Euro wird von der Helmholtz-Gemeinschaft durch ihre Technologietransfer-Kampagne unterstützt. Bruker finanziert 20 Prozent.

Aus der Zusammenarbeit könnte eine langfristige Partnerschaft werden – mit neuen Research and Development-Projekten, an denen auch externe Partner beteiligt sind, um neue Anwendungen für die gemeinsam entwickelte Einzelzell-Multiomik-Plattform auszuloten.

„Projekte wie dieses – und das Center of Excellence als Ganzes – passen perfekt zu unserem strategischen Ziel, gerade erst entstehende Technologien so weiter zu entwickeln, dass sie zu medizinischen Innovationen werden“, sagt Professorin Maike Sander, Wissenschaftliche Vorständin des Max Delbrück Center. „Mit unserem ‚Industry-on-campus‘-Ansatz wollen wir ein nachhaltiges Ökosystem für Innovationen schaffen, das internationale Talente anzieht. Partner aus der Wissenschaft und aus der Industrie sind bereits an einer Zusammenarbeit interessiert.“

Dr. Severin Fischer, Staatssekretär in der Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe, sagt: „Wenn Wissenschaft und Wirtschaft zusammenarbeiten, gewinnt ganz Berlin. Wir unterstützen das ganz gezielt und wollen unsere Stadt zum Innovationsstandort Nummer eins in Europa entwickeln. Die zukunftsweisende Kooperation von Max Delbrück Center und Bruker ist ein weiterer Schritt auf diesem Weg und sie zeigt, wie wir unser großes Potenzial für medizinischen Fortschritt und Wirtschaftskraft heben können.“

„Anregendes Umfeld für die biomedizinische Forschung“

„Wir freuen uns sehr darauf, zusammen mit den erstklassigen Proteomik-, Metabolomik-, Genomik- und Transkriptomik-Forscher*innen am Max Delbrück Center unsere gemeinsame Vision zu verwirklichen, Biologie und Krankheit auf Einzelzellebene mithilfe eines Multiomik-Ansatzes zu verstehen“, sagt Dr. Rohan Thakur, Präsident des Geschäftsbereichs Life Science Massenspektrometrie bei Bruker Switzerland AG. „Dass wir mit dieser Investition unsere Präsenz in Berlin verstärken, freut uns ebenfalls. Denn hier entsteht dank der vom Berliner Senat unterstützte Initiativen wie dem Einstein Center for Early Disease Interception ein anregendes und aus Zusammenarbeit ausgerichtetes Umfeld für die biomedizinische Forschung.“

„Diese außergewöhnliche Partnerschaft mit Bruker ermöglicht es uns, gemeinsam Lösungen für die zellbasierte interzeptive Medizin zu entwickeln“, sagt Professor Nikolaus Rajewsky, wissenschaftlicher Direktor des MDC-BIMSB und Co-Sprecher des Einstein Centers. „Unsere Gesellschaft altert. Chronische und schwere Krankheiten wie Krebs, Neurodegeneration und Herz-Kreislauf-Erkrankungen nehmen deutlich zu. Ohne starke interdisziplinäre Teams aus Wissenschaft und Industrie können wir diese enormen medizinischen Herausforderungen nicht bewältigen.“

„Durch die Neuerungen in der hochempfindlichen Massenspektrometrie hat die Proteomik-Forschung in den vergangenen Jahren wirklich einen Sprung nach vorne gemacht, um die Gesamtheit der in einzelnen Zellen gebildeten Proteine mit einer in der Biologie noch nie dagewesenen Auflösung zu messen“, sagt Dr. Fabian Coscia, Leiter der Arbeitsgruppe „Räumliche Proteomik am Max Delbrück Center und Mitglied des MDC-Bruker-Kernteams. „Dies ist eine hervorragende Grundlage für unsere Pläne, diese Technologie für Multiomik-Ansätze weiterzuentwickeln und noch tiefere Einblicke in Gesundheits- und Krankheitszustände zu bekommen.“

Weiterführende Informationen

• Auftaktveranstaltung (engl.)
• Porträt über Fabian Coscia
• Arbeitsgruppe „Räumliche Proteomik“
• Stefan Kempa, Leiter der Technologieplattform für Proteomik und Metabolomik
• 3D-Karten kranker Gewebe mit subzellulärer Präzision
• Porträt über Nikolaus Rajewsky
• Arbeitsgruppe „Systembiologie von genregulatorischen Elementen“
• Porträt über Matthias Selbach
• Arbeitsgruppe „Proteom-Dynamik“
• Einstein Center for Early Disease Interception
• Bruker

Pressemitteilung auf der Webesite des Max Delbrück Centers:
https://www.mdc-berlin.de/de/news/press/neues-center-excellence-fuer-einzelzell-omics

Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (Max Delbrück Center)