Nanoroboter in der Krebstherapie

Plectonic will Krebs mit LOGIBODIES „ausschalten“

Mit einem „An- und Aus-Schalter“ immens viel Krankheitsleid verhindern – das ist die große Vision der Physiker Dr. Klaus Wagenbauer und Dr. Jonas Funke sowie des Verfahrenstechnikers Dr. Benjamin Kick. Die drei Gründer von Plectonic wollen das schärfeste Schwert im Kampf gegen Krebserkrankungen noch besser und effizienter zum Einsatz bringen: das Immunsystem. „Wir wollen Krebsimmuntherapien verändern, sie wirksamer und zugleich nebenwirkungsärmer machen“, postuliert Klaus Wagenbauer, CEO der Plectonic. „Das eigene Immunsystem gegen den Krebs zu richten, kann viel bewirken. Wenn man Krebs hat, hat das Immunsystem initial schon einmal versagt. Es anschließend wieder gezielt lokal zu reaktivieren, kann sehr erfolgsversprechend sein.“

Um das zu ermöglichen, stattet das Plectonic-Team aus München Nanostrukturen mit Antikörpern aus; die so konstruierten Moleküle sind fähig, auf ein entsprechendes externes Signal zu reagieren: „Wir bauen dafür einen Schalter, der so groß ist, dass er verschiedene Biomoleküle aufnehmen kann, und der in der Lage ist, seine Konformation zu ändern, wenn er eine Tumorzelle erkennt. In diesem Fall wird der Schalter „umgelegt“, sodass zuvor „versteckte Antikörper“ zum Vorschein kommen. Diese werden von körpereigenen Immunzellen erkannt, die damit für die Bekämpfung der Krebszellen rekrutiert werden“, erklärt Jonas Funke, der das Vorhaben als CSO im wissenschaftlichen Bereich führend betreut. „Bei einer gesunden Zelle wird der Schalter nicht aktiviert und Immunzellen werden einfach vorbeifliegen, um gesundes Gewebe zu schonen.“ Aufgrund dieser Wenn-Dann-Logik hat das Team dem Antikörper-Schalter den Namen LOGIc-gated AntiBODY oder kurz LOGIBODY gegeben.

Das Gerüst von LOGIBODY wird aus DNA konstruiert. Das Forschungsteam nutzt dafür die langjährige Erfahrung mit der DNA-Origami-Technologie, die maßgeblich am Lehrstuhl für Biomolekulare Nanotechnologie der Technischen Universität München von Prof. Dr. Hendrik Dietz, ebenfalls Co-Gründer von Plectonic, vorangebracht wurde. Dabei wird DNA als Baustoff für die Werkzeuge in Nanogröße genutzt. Nach fast 15 Jahren Grundlagenforschung besitzt das Team genügend Verständnis über DNA-Origami, um damit hochspezifische Wirkstoffe gegen Krebs zu entwickeln.

Reduktion der Herstellungskosten um das Tausendfache

Die erst 2006 erfundene Technologie besetzt immer noch eine Nische. Das größte Problem war längere Zeit, dass die Herstellung von DNA-Origami unheimlich teuer ist – etwas, das Verfahrenstechniker Kick zusammen mit Kolleg:innen am Lehrstuhl Dietz innerhalb seiner Promotion lösen konnte: Die Kosten ließen sich damit um den Faktor 1.000 reduzieren. Angestachelt von den neuen technischen Möglichkeiten widmeten sich die drei jungen Post-Docs seit 2018 der Frage, wie sie ihre gesammelten Erkenntnisse am besten in die Anwendung bringen. Dass sie ein Unternehmen gründen möchten, war immer die Vision – um das Erforschte in die Welt zu bringen.

„Damals haben noch alle gesagt, das funktioniert nicht. Wir haben aber daran geglaubt und unsere Forschung zu den LOGIBODies mit staatlichen Förderungen vorangetrieben“, erinnert sich Benjamin Kick, heute COO und verantwortlich für das operative Geschäft. Und siehe da: In-vivo-Studien gaben den eifrigen „Grants“-Sammlern recht und sicherten seit Ende 2021 auch das Interesse der SPRIND an der durchaus risikobehafteten Idee. Im Mai 2022 startete sodann die Validierung; unter dem Dach der bestehenden SPRIND-Tochter Nanogami wurde ab April 2023 eine gemeinsame Forschungskooperation besiegelt. Seitdem hat das inzwischen etwa 15-köpfige Team eigene Labore außerhalb der TUM bezogen.

Nun gilt es, für die LOGIBODIES innerhalb der nächsten Jahre einen geeigneten Lead-Kandidaten zu finden, der den langen Weg für klinische Studien ebnet. Dazu müssen die regulatorischen Hürden genommen und auch die pharmazeutische Produktion entsprechend aufgesetzt werden. „Vorrangig konzentrieren wir uns zunächst auf die Anwendung gegen Blutkrebs. Und vor allem müssen Patientinnen und Patienten das Medikament gut vertragen“, erläutert Jonas Funke.

Da es sich um eine Plattformtechnologie handelt, entwickelt Plectonic diese parallel in einem zweiten Strang weiter, um neue Indikationen zu ermöglichen. So steht die Therapie solider Tumore, für die es derzeit noch schlechtere Behandlungsmöglichkeiten gibt, als späteres Etappenziel an. „Wir wollen unseren LOGIBODY so bauen, dass er noch effizienter und sicherer wird, dass wir ihn mit anderen Molekülen kombinieren können, um verschiedene Wirkmechanismen zu testen und das volle Potential der Technologie, auch beispielsweise im Bereich von Autoimmunerkrankungen, auszuschöpfen“, berichtet Klaus Wagenbauer.

Nächster Schritt: Einen Lead-Kandidaten für die klinische Forschung entwickeln

„Wenn uns das mit einem unserer winzigen, aber komplexen Nanoroboter gelingt, dann eröffnet sich in der Medizin und der Therapie von Krankheiten eine völlig neue Welt – quasi der Sprung hinter der Sprunginnovation.“

SPRIND und Plectonic

DARUM ENGAGIEREN WIR UNS
Weil wir damit die Führungsposition in einer zukünftigen Schlüsseltechnologie in Deutschland einnehmen können. Weil das Potential riesig und real ist. Weil wir mit DNA-Origami eine industrielle Revolution auf Nano-Ebene entzünden wollen.
Weil wir Krebs gezielt heilen wollen – ohne Nebenwirkungen. Weil wir Medikamente brauchen, die nur Krebszellen töten und sonst nichts.
Weil wir zukünftig Medikamente gezielt gegen ganz bestimmte Krankheiten konstruieren werden.

DAS MACHEN WIR KONKRET
Aus dem Forschungsprojekt ein Unternehmen.
Das Projekt marktfähig.
Über das umfangreiche Expert:innennetzwerk der SPRIND Kontakte zu Partner:innen ermöglichen und die besten Köpfe für das Projekt begeistern. Die Entwicklungsschritte über fünf Jahre konkretisieren.

DAS IST DAS POTENTIAL, DAS WIR SEHEN
Die reale Erschließung des Nano-Bereichs.
Die Revolutionierung des Gesundheitssystems.
Weltverbesserung.

Mehr zu Plectonic: www.plectonic.com