StemGel ist ein neu entwickeltes biokompatibles, xeno-freies, vollsynthetisches und abbaubares Hydrogel, welches als Verbrauchsmaterial in der Stammzellforschung und -therapie für die Züchtung bzw. Kultivierung und Untersuchung von Zellen benötigt wird und durch überlegene Produkteigenschaften den bisherigen Goldstandard Matrigel® substituieren kann. Die Anwendungsbereiche umfassen unter anderem die Arzneimittelforschung und -entwicklung, das Wirkstoffscreening und toxikologische Tests, die fortgeschrittene Zellkulturforschung, Zell- und Gentherapieanwendungen sowie die Massenproduktion von Zellen für klinische Studien. Für diese Anwendungen werden Verbrauchsprodukte als Zell-Wachstumsgrundlage benötigt, welche die Kultivierung und Differenzierung von Stammzellen und Organoiden ermöglichen. Erste Ergebnisse zur künstlichen ECM wurden in "Advanced Functional Materials" (DOI: 10.1002/adfm.202010630) veröffentlicht und von der FU Berlin patentiert (WO 2022/263560 A1).

Die Grundlegende Innovation bei dem Projekt besteht in der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen (Prinzip 7). Durch die Verwendung von "grünem Glycerin" aus Biodiesel-Produktion kann ein Hauptbestandteil des Hydrogels aus nachwachsenden Rohstoffen generiert werden und dabei auf giftige Ausgangssubstanzen verzichtet werden. Desweiten zeichnet sich die Hydrogelbildung von StemGel durch eine besonders effiziente Atomökonomie (Prinzip 2) aus. Ziel ist es diesen Aspekt der bereits etablierten Synthese noch zu verbessern, indem von der energetisch kostspieligen Azid-Alkin Chemie eine deutlich effizienteren Energienutzung mittels Thiol-ene Chemie ermöglicht wird (6 — Effiziente Energienutzung). Die Einführung der neuen Kupplungschemie ermöglicht die in Prinzip 8 genannte Minimierung der Synthesestufen. Dadurch kann das Produktionsverfahren nicht nur beschleunigt, sondern auf den Einsatz von zusätzlichen Reagenzien verzichtet werden.

Somit ermöglicht die GreenCHEM-Förderung es, die Forschung auf eine nachhaltige Variante mit ressourcenschonender Synthese zu translatieren.

www.stemgel.de

Lasse Riediger, PI (lasse@zedat.fu-berlin.de)

Yi-An Yang, Ph.D