Revolution mit Biomaterialien

„CoM2Life“ zielt darauf ab, eine revolutionäre Generation weicher Biomaterialien zu entwickeln, die durch die Integration von Prinzipien lebender Systeme in der Lage sind, mit biologischen Systemen wie Zellen und Geweben in permanente und wechselseitige Kommunikation zu treten. Hierbei folgen die Forschenden einem Ansatz, der das chemiezentrierte Design von Biomaterialien mit dem Design regulatorischer Schaltkreise der synthetischen Biologie verbindet. Dies ermöglicht die Entwicklung von intelligenten Biomaterialien, die fähig sind, Signale aus ihrer Umgebung selektiv zu erfassen, intern zu verarbeiten und daraufhin bedarfsgerechte Aktuatoren und Effektoren zu steuern.

„Wir müssen uns grundsätzlich überlegen, welche Konzepte in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren das Biomaterialfeld revolutionieren können – jenseits von beispielsweise mRNA-basierten Therapien. Intelligente weiche Materialien – wie künstliche Zellen mit fortschrittlicher Signalverarbeitung – könnten hier bahnbrechende neue Ansätze bieten“, so das Sprecher:innen-Team, bestehend aus Professor Andreas Walther (Johannes-Gutenberg-Universität Mainz), Professor Heinz Koeppl (Centre for Synthetic Biology, TU Darmstadt) und Professorin Tanja Weil (Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz). „Wir sind an einem Punkt angelangt, an dem das Design intelligenter Materialien mit autonomer Signalverarbeitung möglich ist. Dies nutzen wir als einen fundamental neuen und interdisziplinären Impuls, um jetzt wichtige Entwicklungen voranzutreiben.“

Basierend auf einem detaillierten Verständnis der molekularen Kommunikation zwischen lebensähnlichen synthetischen Materialsystemen und lebenden biologischen Systemen, zielt „CoM2Life“ darauf ab, bahnbrechende Entwicklungen in der medizinischen Forschung zu ermöglichen. Diese beinhalten die Entwicklung von rückkopplungsgesteuerten Materialien für die bedarfsgerechte Freisetzung von Medikamenten und biologischen Effektoren in der Krebsimmuntherapie und für die Geweberegeneration sowie die Entwicklung neuer Gewebemodelle, die Tierversuche ersetzen könnten und langfristig die Entwicklung künstlicher Organe.

„CoM2Life“ ist ein synergetischer Zusammenschluss der JGU Mainz, der TU Darmstadt und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung. Neben exzellenten Naturwissenschaftler:innen tragen auch Expertinnen aus den Kommunikationswissenschaften zu diesem hochgradig interdisziplinären Projekt bei, um der in der heutigen Welt weitverbreiteten Gefahr von Fehlinformationen zu begegnen. Die Sprecher:innen fügen hinzu: „Die positive Resonanz der Begutachtenden der Exzellenzstrategie motiviert uns sehr, und wir sind begeistert, das Konzept zur Konvergenz von synthetischer Biologie und intelligenten Biomaterialien weiterzuentwickeln. Die Schnittstelle bietet enormes Potential für bahnbrechende Forschungsergebnisse und Anwendungen.“