Mit lichtbasierten Lösungen gegen Infektionskrankheiten

Technologische Verfahren, die Licht als Werkzeug nutzen, könnten die Diagnostik von Infektionskrankheiten grundlegend transformieren. Sie messen schnell, empfindlich und berührungslos. In Kombination mit künstlicher Intelligenz verschaffen sie damit einen entscheidenden Zeitvorteil in der Behandlung lebensbedrohlicher Infektionen und ermöglichen passgenaue Therapien.

Photonische Verfahren vorantreiben

Um die Entwicklung dieser lichtbasierten, konkret photonischen Verfahren, zu beschleunigen, stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dem Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) in Jena eine Infrastruktur bereit, in der die Umsetzung von Forschungsergebnissen in marktfähige Produkte — der Weg vom Labor ans Klinikbett — von Anfang an mitgedacht und in einer standardisierten Prozesskette vorangetrieben wird. Auf den Weg gebracht wird das LPI von den Jenaer Leibniz-Instituten für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) sowie für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI), der Friedrich-Schiller-Universität und dem Universitätsklinikum Jena.

Optische Gesundheitstechnologien als Hoffnungsträger

Der Thüringer Wirtschafts- und Wissenschaftsminister Wolfgang Tiefensee (SPD) sieht das Leibniz-Zentrum als wichtigen Baustein zur weiteren Profilierung Thüringens und insbesondere des „Optical Valley Jena“ auf dem Gebiet der optischen Gesundheitstechnologien. Er sicherte der Einrichtung die volle Unterstützung des Landes zu. „Im LPI werden mit der Photonik und der Infektionsforschung wichtige Thüringer Kompetenzfelder zusammengeführt. Die Verknüpfung von photonischen Technologien, mikrobiologischer Grundlagenforschung und klinischer Anwendung ist in dieser Form ein echtes Alleinstellungsmerkmal des Standorts. Damit können bessere Wirkstoffe und Methoden zur Bekämpfung von Pandemien, Infektionskrankheiten und Antibiotika-Resistenzen entwickelt werden.“ Wichtigstes Ziel des LPI sei es, Ergebnisse aus der Forschung schnell in die Praxis zu überführen und damit die Entwicklungszeiten von neuen Medikamenten und Therapien drastisch zu verkürzen, so der Minister weiter. 

Umfassende Infrastruktur

Das LPI ist mehr als ein Forschungsinstitut. Es bündelt Forschung, Technologieentwicklung sowie den klinischen Alltag und stellt damit eine Infrastruktur bereit, in der alle für eine Produktentwicklung notwendigen Schritte ineinandergreifen – von der Validierung an Patientenproben bis hin zur Unterstützung beim Produktdesign und der Kleinserienproduktion. Die Einrichtung steht der nationalen wie internationalen Wissenschaftsgemeinde offen und wird auch kleinen und mittelständischen Unternehmen und Start-Ups ermöglichen, schneller zu validen Ergebnissen zu kommen. Industrie und Behörden werden von vornherein für einen reibungslosen Markteintritt neuer Diagnoseverfahren und Therapieansätze eingebunden.

Vom Labor in die medizinische Versorgung

„Das LPI setzt dort an, wo vielversprechende Ergebnisse aus Forschung und Technologieentwicklung häufig zu scheitern drohen: auf dem Weg vom Labor in die medizinische Versorgung“, erläutert Prof. Dr. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-IPHT und Sprecher des LPI. „Das LPI leistet Pionierarbeit: für bessere Vorsorgemaßnahmen und Therapien für Patientinnen und Patienten — und für eine grundlegende Veränderung des Transfers von Wissen aus der Forschung in die Gesellschaft. Mit seiner weltweit einmaligen Infrastruktur kann das LPI zu einem Leuchtturmprojekt für die Infektionsforschung werden, dessen Ansatz sich auf weitere wissenschaftliche und medizinische Anwendungsbereiche übertragen lässt.“

Enge Bindung an Uniklinik Jena

Entscheidend für den Erfolg des ganzheitlichen Konzepts ist die enge Anbindung des LPI an das Universitätsklinikum Jena. Ausgestattet mit S2-/S3-Sicherheitslaboren, wird das LPI-Gebäude auf dem Gelände des UKJ Nutzenden den Zugang zu den neuesten Innovationen in der Photonik — den im Rahmen des Projekts erforschten Basis-Technologien — sowie den modernsten kommerziellen optischen und molekularen Technologien ermöglichen.

„First-in-Patient-Unit“

Darüber hinaus wird das LPI mit einer First-in-Patient-Unit (FiPU) eine fundamental neue Infrastruktur auf der Intensivstation bereitstellen. Diese bietet lebensbedrohlich Erkrankten die Möglichkeit, lebensrettende Lösungsansätze in Anspruch zu nehmen, die sich noch in der Erforschung bzw. marktorientierten Erprobung befinden. Derzeit läuft die Entwurfsplanung für die FiPU; mit den Umbaumaßnahmen soll Anfang 2024 begonnen werden. „Mit dieser Studienstation wird das LPI die klinische Infektionsforschung in Deutschland auf ein ganz neues Niveau heben“, betont Prof. Dr. Thomas Kamradt, der Wissenschaftliche Vorstand des UKJ und Dekan der Medizinischen Fakultät. „Die Forschungs- und Entwicklungsteams im LPI stehen von Beginn in engem Kontakt zur klinischen Praxis, an deren hohen Standards sich medizinische Innovationen letztlich messen lassen müssen.“

Neuartige spektraloptische, bildgebende Technologien

Parallel zum Aufbau der technologischen Infrastruktur und der Etablierung neuartiger spektraloptischer, bildgebender Technologien und chip-basierter Methoden werden derzeit die Management- und Governance-Strukturen des LPI geschaffen sowie die Vorplanungen für den Bau vorangetrieben. Bauherr ist das Universitätsklinikum.

Marktreife photonische Lösungen beschleunigen

Das LPI ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Nationalen Roadmap für Forschungsinfrastrukturen gefördertes Vorhaben. Es hat sich zur Aufgabe gemacht, die Entwicklung von marktreifen photonischen Lösungen für die Diagnose und Therapie von Infektionskrankheiten zu beschleunigen. Trägereinrichtungen des LPI sind das Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), das Leibniz-Institut für Naturstoffe und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI), die Friedrich-Schiller-Universität sowie das Universitätsklinikum Jena. Mehr als 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten derzeit an fünf Verbundprojekten, die künftig die technologische Grundausstattung des LPI bilden.

Quelle: Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.