FH-Impulspartnerschaft M²Aind

M²Aind: Multimodale Analytik und intelligente Sensorik für die Gesundheitsindustrie

 

Logo der FH-Impulspartnerschaft M2Aind
Partnerschaftslogo (Bild: Hochschule Mannheim)

Die Innovationspartnerschaft M2Aind ist ein Verbund zwischen der Hochschule Mannheim und zahlreichen Unternehmen der Gesundheitsindustrie. Sie schafft praxisrelevante Lösungen für die Industrie in der Rhein-Main-Neckar Region.

Inhaltlich widmet sich die Partnerschaft der Digitalisierung biomolekularer Information und ihres Kontextes in der Gesundheitsindustrie. Diese schafft ungeahnte Möglichkeiten für eine individualisierte Diagnose, Therapie und ggf. Heilung von Volkskrankheiten. Aufgrund der damit verbundenen Komplexität der Analytik und ihrer informationstechnologischen Verarbeitung bringt sie aber auch enorme Herausforderungen für die Gesundheitsindustrie mit sich.

Im Rahmen der Partnerschaft wird die Hochschule zusammen mit regionalen Unternehmen die Technologieverknüpfung von IT-gestützter multimodaler Analytik, humanen Organoiden, intelligenten Sensoren und „Big Data“-Konzepten erforschen. Der Forschungsfokus liegt auf der Implementierung technologischer Plattformen und hochintegrierter Applikationen, z. B. für

  • Green Chemistry
  • ePathology 2.0
  • Biokompatibilität implantierbarer Biosensoren
  • Zielfindung individualisierter Pharmaka
  • die Suche nach Zucker-Ersatzstoffen

Ziel von M2Aind ist es, an der Schnittstelle zwischen Informationstechnologie und Biomedizin neue Produkte, Dienstleistungen und Technologie-Plattformen für die pharmazeutische, chemische, medizintechnische, Biotech- und Diagnostik-Industrie zu entwickeln. Dabei kommen hochintegrierte Anwendungen mit breiten Einsatzmöglichkeiten in der IT-gestützten Prozess- und Produktanalyse sowie modernste optische Messtechnik zum Einsatz.

Partnerschaftsporträt

Die Aufgabe, Volkskrankheiten wie Diabetes oder Krebs gezielt und individualisiert zu diagnostizieren, zu therapieren und im besten Falle zu heilen, ist höchst komplex. Ein Schlüssel dazu liegt in der intelligenten Nutzung biomolekularer Informationen. Es gilt, Unmengen von Daten zu erfassen, zu verarbeiten und zielgerichtet auszuwerten. Zudem sollen Arzneimittel effektiver und umweltschonender hergestellt werden. Diesen Herausforderungen an der Schnittstelle von Biomedizin und Informationstechnologie stellt sich die Forschungspartnerschaft M2Aind. Die Partnerschaft stärkt damit die Rhein-Main-Neckar-Region als zentrale Anlaufstelle für Technologiekooperationen mit der Gesundheitsindustrie.

Drei Professoren betrachten ein Gebilde mittels Virtual Reallity.
Prof. Dr. M. Rädle (M²edTech), Prof. Dr. R. Rudolf (M²OGA), Prof. Dr. C. Hopf (Partneschaftssprecher) in der CAVE des Kompetenzzentrum Virtual Engineering Rhein-Neckar der Hochschule Mannheim. (Bild: Hochschule Mannheim)

Das Gebiet zwischen Rhein, Main und Neckar ist die Heimat zahlreicher namhafter Unternehmen aus der Gesundheitsindustrie. Internationale Top-Player wie Merck, Roche, BASF und Sanofi haben hier ebenso Standorte wie hoch spezialisierte KMU (kleine und mittlere Unternehmen). Hinzu kommen innovative Anbieter aus den Bereichen Biomedizin, Analytik und Informationstechnologie sowie ambitionierte Forschungscluster. Insofern bietet die Region ideale Voraussetzungen für eine praxisnahe Forschungsallianz, deren Ziel es ist, die gewaltigen Potenziale biomolekularer Informationen primär für die Gesundheitsindustrie nutzbar zu machen: Willkommen bei M2Aind (gesprochen: Mind), einer von der Hochschule Mannheim Anfang 2017 ins Leben gerufenen Forschungskooperation. Mehrere Dutzend kleine und große Unternehmen aus der Gesundheitsindustrie, der Analytik und der Informationstechnologie arbeiten zusammen, um die Potenziale biomolekularer Daten für konkrete Anwendungskontexte zu nutzen.

Informationsquelle Biomolekül

Im Zentrum der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Partnerschaft steht die Erforschung biomolekularer Informationen bzw. deren intelligente Nutzung. Biomoleküle sind Stoffe, die in biologischen Materialien vorkommen, also in Pflanzen, tierischem und menschlichem Gewebe, aber auch in Lebensmitteln. Ein Beispiel sind Fette, von denen es allein im menschlichen Körper rund 50.000 verschiedene Variationen gibt. Auch Eiweiße gehören zu den Biomolekülen, sie sind in etwa 30.000 unterschiedlichen Ausprägungen im Organismus unterwegs.

Breites Anwendungsspektrum

Vom Wissen über Art, Anzahl und Zusammensetzung von Biomolekülen im Gewebe profitiert beispielsweise die Pharmabranche. Mithilfe von biomolekularen Daten lässt sich etwa in der industriellen Forschung erkennen, ob Entwicklungskandidaten für künftige Krebsmedikamente den Tumor erreichen und ob dieser auf eine Behandlung reagiert. Dies beschleunigt die Entwicklung neuartiger Medikamente. Ein weiteres viel versprechendes Anwendungsfeld ist die umweltschonende Herstellung von Arzneimitteln. Der Weg dorthin führt über die permanente Erhebung und automatisierte Auswertung molekularer Informationen während des Herstellungsprozesses. So lassen sich Abweichungen in Echtzeit feststellen und entsprechende Reaktionen zügig einleiten. In einem weiteren Anwendungsfeld, der Lebensmittelindustrie, könnte die Qualitätssicherung effizienter gestaltet werden. Zuckerersatzstoffe für eine gesündere Ernährung sind ebenfalls denkbare Produkte auf der Basis digitalisierter biomolekularer Informationen.

Ambitionierte Projekte

Es gibt allerdings eine zentrale Voraussetzung dafür, dass sich die schier unüberschaubare Menge an biomolekularen Informationen tatsächlich sinnvoll nutzen lässt: Die Informationsflut muss zunächst gebändigt, kanalisiert und zielgerichtet ausgewertet werden. Hier kommt das Stichwort Big Data Analytics mit ins Spiel: Erst auf Basis dieser komplexen Analysemethoden ist es möglich, die Fülle an Informationen zu erfassen, zu verarbeiten und miteinander zu verknüpfen, so dass sich daraus aussagekräftige Schlüsse ziehen lassen. Genau daran arbeitet M2Aind.

Im Fokus stehen drei Impulsprojekte, die sich auf verschiedenen Ebenen mit der beschriebenen Forschungsthematik beschäftigen. So geht es in einem der Projekte darum, mithilfe digitalisierter molekularer Daten die gesamte Produktionskette von Pharmaka zu optimieren, von der Entwicklung bis zur Wirkstofftestung. In einem anderen Projekt entwickeln die Teilnehmer digitalisierte Methoden für die Analyse von Gewebe sowie die Herstellung von Gewebepräparaten und komplexen Zellkulturen für die praxisnahe Forschung. Das dritte Projekt widmet sich der Geräteentwicklung. Ziel ist es, hoch sensible Messgeräte und Methoden für die zuverlässige Erfassung biomolekularer Daten zu entwickeln. Die genannten Projekte sind Meilensteine in der anwendungsorientierten Forschung zum Wohle von Patienten und Verbrauchern – in der Region und weit darüber hinaus.    

Innovationsgeist im Zeichen des Quadrats

M2Aind ist eine innovationsgetriebene, forschungsintensive Allianz, die tief in der Region verwurzelt ist. Das zeigt schon der Name, der von ihrer Heimatstadt Mannheim inspiriert ist: Die Innenstadt der südwestdeutschen Metropole ist rasterförmig angelegt und unter dem Begriff „Mannheimer Quadrate“ bekannt.

Drei Fragen an …

Porträt von Dr. Norbert Egger
Dr. Norbert Egger
(Bild: Markus Schulz)

... Dr. Norbert Egger, Head of Process Engineering, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH

Warum beteiligt sich Sanofi an der Forschungsallianz M2Aind?

Dafür gibt es viele gute Gründe. Ganz besonders wichtig ist für uns die Verknüpfung von wissenschaftlich fundierter, tiefgründiger Forschung mit ausgesprochener Praxis- bzw. Anwendungsorientierung. Hier geht es nicht um Forschung der Forschung wegen, sondern um echte Innovationen für ganz konkrete Anwendungsfälle.

Als globaler Konzern forschen Sie doch selbst. Welchen Mehrwert bietet Ihnen M2Aind?

Unternehmen neigen – vor allem aufgrund von zeitlichen und budgetären Restriktionen – dazu, auf bewährten Pfaden zu wandeln. M2Aind dagegen weitet den Blick, beschreitet – um im Bild zu bleiben – neue Wege jenseits des Hauptpfades und nimmt dabei auch die kleinen Pflänzchen am Wegesrand wahr, die nicht selten große Potenziale bergen. Diese Art von Forschung könnten wir allein gar nicht leisten.

Inwiefern profitieren die beteiligten Unternehmen von der engen Zusammenarbeit innerhalb der Forschungsallianz?

Gerade kleinere Anbieter bekommen durch die Partnerschaft mit, was die anderen so machen, welche Trends aktuell wichtig sind und wo die Reise hin geht. Das sorgt für Inspiration und Ideen, die es ohne den Austausch über M2Aind vielleicht nicht so schnell gegeben hätte. Das ist bei uns natürlich auch nicht anders – der enge Austausch mit Mitbewerbern wie BASF im Rahmen der Allianz ist für alle Beteiligten wertvoll.