Universitätsmedizin trifft Pharma­industrie

Forschungsverbund BIU 2.0 verlängert

Seit fast 10 Jahren schafft das Boehringer Ingelheim Ulm University BioCenter (BIU) den Brückenschlag von der universitären Grundlagenforschung in die forschende Pharmaindustrie. Jetzt tritt das erfolgreiche Verbundprojekt in die nächste Förderphase ein – BIU 2.0. Wie die Partner aus Industrie und Academia ihre Expertise in Zukunft bündeln wollen, erläutern Professor Klaus-Michael Debatin, BIU-Sprecher und Vizepräsident für Kooperationen der Universität Ulm, sowie Dr. Dirk Stenkamp, Forschungsleiter Deutschland bei Boehringer Ingelheim am Standort Biberach.

Zu den Personen

Portrait von Prof. Klaus-Michael Debatin
Prof. Klaus-Michael Debatin

Prof. Klaus-Michael Debatin ist Ärztlicher Direktor der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Ulm. Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen im Bereich Krebs- und Apoptoseforschung. Seit 2015 gehört Debatin dem Präsidium der Universität Ulm an – derzeit als Vizepräsident für Kooperationen. Er ist Sprecher des Forschungsverbunds BIU 2.0 und Vorstandsmitglied des BioPharma Clusters South Germany.

Portrait von Dr. Dirk Stenkamp
Dr. Dirk Stenkamp

Dr. Dirk Stenkamp ist Forschungsleiter Deutschland bei Boehringer Ingelheim am Standort Biberach und Mitglied des Executive Committee von Boehringer Ingelheim Deutschland. Darüber hinaus verantwortet er einen Großteil der weltweiten NCE-Forschungskapazitäten (New Chemical Entity) des Konzerns. Der promovierte Chemiker hat in der Vergangenheit mehrere Forschungsprojekte in den Bereichen Migräne, Adipositas sowie zu kardio-metabolischen Erkrankungen geleitet. Im Forschungsverbund BIU 2.0 ist Stenkamp Vorstandsmitglied und stellvertretender Sprecher.

Warum haben sich Boehringer Ingelheim und die Universität Ulm entschlossen, ab 2011 gemeinsam im BIU BioCenter zu forschen?
Prof. Debatin: »Die Vorgeschichte des Forschungsverbunds beginnt mit erfolgreichen Einzelprojekten der Universität Ulm mit Boehringer Ingelheim und führt letztlich zur Gründung des gemeinsamen BioCenters.
Bei aller Bedeutung der akademischen Grundlagenforschung sehen wir in der Universitätsmedizin täglich, dass die Umsetzung unserer Ergebnisse in konkrete Therapien das oberste Ziel sein muss. Deshalb sollte die Wissenschaft den Schulterschluss mit der forschenden Pharmaindustrie suchen. In der Region Ulm sind wir in der hervorragenden Ausgangsposition, gleich mehrere Pharmaunternehmen vor Ort zu haben – allen voran Boehringer Ingelheim mit der starken Konzernforschung. Daher lag es auf der Hand, eine noch engere Verbindung über das BioCenter einzugehen.
Das baden-württembergische Wissenschaftsministerium war gleich von unserem geplanten Forschungsverbund überzeugt: Ab 2011 hat sich das Land über das Programm ›Industry on Campus‹ recht großzügig an der Projektfinanzierung beteiligt. Nach dem turnusgemäßen Ende der Landesförderung war für beide Partner klar, dass wir weitermachen. Jetzt starten die Universität Ulm und Boehringer Ingelheim in eine neue Förderphase, BIU 2.0.«

Wie erklärt sich die Festlegung der BIU-Forschungsschwerpunkte? In gemeinsamen Projekten wird zu neuropsychiatrischen Krankheitsbildern und zu Lungenleiden geforscht. Dazu kommen immunmodulatorische Aspekte sowie Herz-Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen.
Dr. Stenkamp: »Hierbei handelt es sich um die Forschungsschwerpunkte von Boehringer Ingelheim in Biberach und somit um unsere lokale Expertise. Auch die Universität Ulm ist auf diesen Gebieten sehr stark. Dass wir nur 40 Kilometer auseinanderliegen und im Forschungsverbund BIU 2.0 kooperieren, ist ein echter Glücksfall.
In der jetzt angebrochenen Phase, BIU 2.0, werden wir bereichsoffen acht Projekte fördern, die einen maximalen Nutzen für Boehringer Ingelheim und die Universität Ulm haben. Natürlich haben wir neben unseren Kernforschungsgebieten weitere interessante Krankheitsbilder und Forschungsfelder, die momentan noch nicht im Fokus stehen. Solche Forschungsvorhaben fallen in die neu aufgenommene Kategorie ›Research Beyond Borders‹ und könnten zusätzlich in der Kollaboration von Interesse sein.«

Wachstumsmedien mit Wissenschaftlerinnen im Hintergrund

Was sind die bisher größten Forschungserfolge des BIU BioCenters?
Stenkamp:
»Zunächst einmal betrachte ich es als Riesenerfolg, dass wir mit BIU 2.0 in die Verlängerung gehen. Es ist extrem wichtig, Universitäten und Industrie als Partner zusammenzubringen.
Natürlich können Ergebnisse aus der Grundlagenforschung nicht unmittelbar in Medikamenten umgesetzt werden. Vielmehr handelt es sich um Mosaiksteine, die wir eines Tages eventuell zusammenbringen. Bislang wurden in BIU-Projekten beispielsweise Targets im Bereich Immunmodulation und Stoffwechselerkrankungen identifiziert. Solche Ergebnisse könnten künftig in die Therapieentwicklung einfließen. Von sehr grundlegendem Interesse sind auch Biomarker für neurodegenerative Krankheiten, die in einem gemeinsamen Projekt entdeckt wurden.
Insgesamt profitieren wir besonders von der Patientennähe der Universitätsmedizin, durch die wir Forschungsmaterialien und -daten für unsere Analysen erhalten. In BIU 2.0 bringen wir kluge Köpfe zusammen, so dass etwas Gutes dabei herauskommt.«

Zentrifuge wird mit Eppendorf-Gefäßen beladen

Welche Impulse erhält die Grundlagenforschung durch den Forschungsverbund mit Boehringer Ingelheim?
Debatin:
»Im Verbund BIU 2.0 überlegen wir gemeinsam, wie erfolgsversprechend einzelne Forschungsvorhaben sind. Mit welchen Signalwegen oder Zellen sollte man sich weiter beschäftigen? Dabei müssen wir auch kritisch sein und manchmal Projekte abbrechen.
Für uns Wissenschaftler ist es immer interessant zu sehen, welche Prioritäten bei Boehringer Ingelheim gesetzt werden: ›Weniger Spielwiese, mehr Fokus‹.
Insgesamt sollten deutsche Universitäten die Scheu vor Industriekooperationen verlieren und gemeinsam mit Pharmaunternehmen neue diagnostische oder therapeutische Ansätze entwickeln. In den USA und in Großbritannien ist eine enge Zusammenarbeit längst Standard. Idealerweise liefern Universitäten und Kliniken Forschungsergebnisse beziehungsweise Patientendaten und die Industrie fragt kritisch: Können wir daraus ein Medikament machen?«

Welche Rolle spielt die Nachwuchsförderung in den Projekten von BIU 2.0?
Debatin:
»Die Förderung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler geschieht insbesondere über die internationale Graduiertenschule für Molekulare Medizin an der Universität Ulm. Promotionen laufen dort sehr strukturiert ab – und diese hervorragende Ausbildung bringen die jungen Forschenden dann in unseren Verbund ein. Wer in BIU-Projekten arbeitet, erlebt neben der universitären Forschung die Kultur der Pharmaindustrie. Ich verliere schon einmal gute Mitarbeitende an Boehringer Ingelheim – das ist aber normal und gehört zum Geschäft.«
Stenkamp: »Bei Boehringer Ingelheim bieten wir Studierenden und Absolventen der Universität Ulm Master- und Doktorarbeiten an. Auch hier profitieren beide Seiten von der räumlichen und inhaltlichen Nähe: eine klassische Win-win-Situation. Insgesamt ist es Boehringer Ingelheim ein besonderes Anliegen, dass die Hochschulen im Umfeld stark sind und weiter wachsen.«

Wissenschaftler öffnet Tank, aus dem Dampf steigt

BIU 2.0 – mit grenzüberschreitenden Ideen in die nächste Förderphase

Bereits seit 2011 verbindet das BIU BioCenter universitäre Grundlagenforschung mit der Entwicklungskompetenz eines führenden Pharmaunternehmens. Jetzt haben die Universität Ulm und Boehringer Ingelheim, die nächste Förderphase, BIU 2.0, mit jährlich 800 000 Euro vertraglich abgesichert. Der Zusammenschluss führender Köpfe aus der universitären Grundlagenforschung und aus der Industrie hat die Güte eines Sonderforschungsbereichs. Seit der ersten Förderphase steht die Forschung zu häufigen neuropsychiatrischen und kardiometabolischen Krankheitsbildern sowie zu Lungenerkrankungen im Zentrum des BioCenters. 2016 kam das Querschnittsthema Immunmodulation hinzu: Durch eine Beeinflussung der Immunreaktion lassen sich beispielsweise bei chronischen Darmerkrankungen, Allergien, Rheuma oder bestimmten Krebsarten Behandlungserfolge erzielen. In der nun besiegelten zweiten Förderphase BIU 2.0 wird das Forschungsspektrum um den Bereich »Research Beyond Borders« (Forschung jenseits der Grenzen) ergänzt. Darunter fallen wissenschaftliche Fragestellungen außerhalb des »Mainstreams«.

In der ersten Förderphase waren BIU-Forschende der Ulmer Universität und von Boehringer Ingelheim hocherfolgreich. Neben zahlreichen Fachpublikationen hat der Verbund vielversprechende Forschungsergebnisse hervorgebracht. Auf dem Gebiet Neuropsychiatrie ist es beispielsweise gelungen, Biomarker im Liquor zu identifizieren, die eventuell eine frühzeitige Diagnose neurodegenerativer Erkrankungen ermöglichen. Im Bereich kardiometabolische Erkrankungen suchen die Forschenden gemeinsam nach Therapien gegen Adipositas und damit verbundenen  Folgeerkrankungen. Um krankhaftem Übergewicht zu Leibe zu rücken, setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf das sogenannte »Browning« von Fettzellen. Dafür werden Faktoren gesucht, die Vorläuferzellen im Fettgewebe dazu bringen, vornehmlich »nützliche« braune statt »schädliche« weiße Fettzellen zu bilden. Braunes Fettgewebe ist dafür bekannt, dass es Energie verbraucht und in Form von Wärme abgibt, wodurch es zu einer positiven Beeinflussung des Stoffwechsels kommt.

Ein weiteres BIU-Projekt hat zu einem tieferen Verständnis der embryonalen Entwicklung der Bauchspeicheldrüse im Kontext von Diabeteserkrankungen geführt. Die Forschenden haben ein »Diabetesgen« entdeckt und charakterisiert.  Dadurch konnten sie zeigen, dass bestimmte genetische Programme die Entwicklung von Diabetes beschleunigen, aber auch für die Wahl der besten Therapie entscheidend sein können. Diese Erkenntnisse tragen eines Tages womöglich zur Entwicklung neuartiger und personalisierter Therapien bei. In dem Zusammenhang haben die Forschenden außerdem ein Modellsystem der Bauchspeicheldrüse für Erkrankungen wie Pankreaskrebs und Diabetes etabliert, das Tierexperimente ersetzen soll.

Die Nachwuchsförderung von BIU 2.0 läuft größtenteils über die internationale Graduiertenschule für Molekulare Medizin, die im Zuge der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder an der Universität Ulm eingerichtet wurde.

Zum Hintergrund

Der Public-Private-Partnership-Verbund BIU BioCenter wurde 2011 von der Universität Ulm und Boehringer Ingelheim ins Leben gerufen. Auftragsforschung wird im BioCenter nicht betrieben: Alle Projekte durchlaufen ein qualitätsgeleitetes Auswahlverfahren mit externen Gutachtern und werden regelmäßig evaluiert.

Die erste Förderphase des BIU BioCenters war in zwei Perioden untergliedert (2011 – 2016 und 2016 – 2019). In jeder Förderperiode hat Boehringer Ingelheim 2,25 Millionen Euro zur Verfügung gestellt und die Medizinische Fakultät der Universität Ulm 750 000 Euro. Das Land Baden-Württemberg hat sich im Zuge des Programms »Industry on Campus« mit jeweils 1,5 Millionen Euro an dem erfolgreichen Projekt beteiligt.

Mit Ende der ersten Förderphase ist diese Landesförderung plangemäß ausgelaufen. Seit Anfang 2021 (zweite Förderphase) finanzieren Boehringer Ingelheim und die Medizinische Fakultät der Universität Ulm den Forschungsverbund für zunächst weitere drei Jahre. Die neuen Projekte sind im April gestartet.

Fett­zelle ist nicht gleich Fett­zelle

Mann legt Maßband um seinen Bauch

Das »Browning« von Fettgewebe zur Therapie von Adipositas

Krankhaftes Übergewicht (Adipositas) ist eine der folgenschwersten Zivilisationskrankheiten unserer Zeit und mit erheblichen Gesundheitsrisiken verbunden. Verantwortlich dafür sind Begleiterkrankungen wie Diabetes, Fettstoffwechselstörungen und Arterienverkalkung (Atherosklerose), die wiederum mit einem erhöhten Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko einhergehen. Im BIU Biocenter sowie im Nachfolgeverbund BIU 2.0 suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Ulm und von Boehringer Ingelheim gemeinsam nach innovativen Wegen zur therapeutischen Behandlung von Adipositas und den dadurch verursachten Begleiterkrankungen.

Um der krankhaften Fettleibigkeit und deren Folgen zu Leibe zu rücken, setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf das sogenannte »Browning« von Fettzellen. Dafür werden Faktoren gesucht, die Vorläuferzellen im Fettgewebe dazu bringen, vornehmlich »nützliche« braune statt »schädliche« weiße Fettzellen zu bilden. Braunes Fettgewebe ist dafür bekannt, dass es Energie verbraucht und in Form von Wärme abgibt, wodurch es zu einer positiven Beeinflussung des Stoffwechsels kommt.

Pamela Fischer-Posovszky aus der Uniklinik für Kinder- und Jugendmedizin und Heike Neubauer aus der Abteilung für »Cardiometabolic Diseases Research« von Boehringer Ingelheim stellen das gemeinsame Projekt hier vor:

Was ist das Besondere an braunem Fettgewebe?
»Braunes Fettgewebe (BAT) kennt man vor allem von Winterschläfern, man findet es jedoch auch beim Menschen. In Neugeborenen sind braune Fettzellen an der Regulation der Körpertemperatur beteiligt, aber auch bei Erwachsenen gibt es noch aktives braunes Fett. Braunes Fettgewebe hat einen wichtigen Einfluss auf den Energiestoffwechsel und das Körpergewicht und wird daher als therapeutische Option zur Bekämpfung von Fettleibigkeit diskutiert. Unter bestimmten Bedingungen können im weißen Fettgewebe sogenannte beige Fettzellen entstehen, die eine Zwischenform aus weißen und braunen Zellen darstellen. Auf dieser als »browning« bezeichneter Umwandlung gründet unser therapeutischer Ansatz zur Verbrennung überschüssiger Nahrungsenergie. Unser vorrangiges Ziel war es dabei, Faktoren zu identifizieren, die diesen Prozess positiv beeinflussen.«

Was haben Sie bereits herausgefunden?
»Im Fettgewebe findet man nicht nur reife, mit Triglyzeriden gefüllte Fettzellen, sondern auch deren Vorläuferzellen. Dieser Pool an Vorläuferzellen ist dafür verantwortlich, dass sich ein Leben lang neue Fettzellen bilden können. Unsere Vorarbeiten hatten gezeigt, dass sich die Vorläuferzellen im weißen und braunen Fettgewebe unterscheiden. Andererseits war bekannt, dass die Entstehung von beigen Fettzellen stark von der lokalen Mikroumgebung beeinflusst wird. Basierend darauf haben wir die Hypothese entwickelt, dass Vorläuferzellen selbst Faktoren produzieren und in ihre Umgebung abgeben und so die Entstehung von weißen, beigen und braunen Fettzellen beeinflussen. In der Tat konnten wir solche Faktoren identifizieren und ihre Wirkung im humanen Zellmodell charakterisieren.«

Was macht Ihre Ergebnisse so bedeutend für das Forschungsgebiet?
»Viele der publizierten Befunde zum braunen Fettgewebe oder Browning stammen aus Untersuchungen an Nagetieren. Unser Vorteil ist, dass wir mit menschlichen Modellsystemen arbeiten. Jeder noch so kleine Befund, jedes kleine Puzzlestück liefert einen Beitrag zum Gesamtbild. Durch unsere Ergebnisse haben wir gelernt, welche Sekretionsprodukte von Vorläuferzellen im Fettgewebe die Identität von daraus entstehenden reifen Fettzellen regulieren.«

Wie profitiert die Uni von der Zusammenarbeit mit einem großen Pharmaunternehmen?
»Die Arbeit mit Partnern aus der Industrie ermöglicht uns einen Perspektivwechsel. Wir betrachten nun unsere Forschungsfragen aus einem anderen Blickwinkel. Es geht nicht mehr nur um das reine Entdecken und Verstehen von molekularen Prozessen und Zusammenhängen, sondern primär darum, wie man daraus neue therapeutische Konzepte entwickeln kann. Im Blick haben wir dabei immer den Patienten und neue Behandlungsoptionen.
Unsere Ergebnisse aus diesem BIU-Projekt waren eine wichtige Grundlage für weitere erfolgreiche Antragstellungen. Wir konnten drei weitere Forschungsförderungen einwerben, eine DFG-Heisenberg-Professur und zwei weitere DFG-Projekte zur Erforschung des Fettgewebes beim Menschen.«

Gibt es schon Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Therapien?
»Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es in der lokalen Mikroumgebung des Fettgewebes Faktoren gibt, die die Entwicklung von beigen Fettzellen beeinflussen. Ein nächster wichtiger Schritt ist es nun zu untersuchen, wie diese Faktoren am besten therapeutisch genutzt werden können. Hier ist noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten. Dass beiges und braunes Fett sich positiv auf den Stoffwechsel auswirken, gilt mittlerweile bereits als erwiesen.«

An dem Projekt haben Forschende aus der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, der Sektion Pädiatrische Endokrinologie und Diabetologie (Dr. Daniel Tews, Prof. Dr. Martin Wabitsch, Prof. Dr. Pamela Fischer-Posovszky), und von Boehringer Ingelheim (Dr. Bradford Hamilton, Dr. Heike Neubauer) mitgewirkt.

Die Fragen wurden gestellt von Andrea Weber-Tuckermann. Geantwortet haben Professorin Pamela Fischer-Posovszky und Dr. Daniel Tews

Foto: Bruno/Germany - Pixabay

Texte: Annika Bingmann

Fotos: Stefan Sättele, Elvira Eberhardt, Heiko Grandel, Boehringer Ingelheim über BioPharma Cluster