Nanocarrier: Proof of Concept Grant für Olivia Merkel

Olivia Merkel, Professorin für Drug Delivery im Department Pharmazie der LMU, erhält vom Europäischen Forschungsrat einen Proof of Concept Grant, der auf Erkenntnissen ihres ERC Consolidator Grants aufbaut. Mit diesem Programm unterstützt der ERC Forscherinnen und Forscher dabei, ihre Ergebnisse aus der Forschung in die Praxis zu überführen.

Olivia Merkel forscht an neuartigen Nano-Transportsystemen, mit denen Medikamente gezielt lokal verabreicht werden können. Ihr Fokus liegt auf dem therapeutischen Einsatz von RNA, die an der Krankheitsentstehung beteiligte Gene in bestimmten Zelltypen stilllegen oder neue Gene exprimieren kann. Diese sogenannten RNA-Therapeutika bieten ein enormes Potenzial. Ihr Fortschritt wird jedoch durch langsame, teure und stark empirische Prozesse der Nanocarrierentwicklung für die Wirkstoffe gebremst. Diese lassen sich nur begrenzt von in vitro auf in vivo übertragen. Aktuelle Strategien beruhen meist auf Trial-and-Error-Ansätzen, bei denen jeweils nur ein Faktor verändert wird. „Das führt häufig lediglich zu geringfügigen Verbesserungen und ist daher sehr zeitaufwendig“, sagt Olivia Merkel. „Zudem ist es nur selten möglich, die Therapeutika außerhalb der Leber zu verabreichen, wo sich die Wirkstoffe oft anreichern.“

Integrierte Plattform aus maschinellem Lernen und Molekulardynamik

Ihr nun mit einem ERC Proof of Concept Grant ausgezeichnetes Projekt ALINA – Active-Learning Inference for Nucleic Acid Delivery testet einen neuen Konzeptansatz für eine integrierte Plattform aus maschinellem Lernen und Molekulardynamik. Ziel ist, das Design und die Optimierung von Rezepturen für RNA-beladene Lipidnanopartikel zu beschleunigen und dabei mit deutlich weniger Experimenten auszukommen. Am Ende soll eine industrierelevante Version der ALINA-Plattform entstehen, die anhand quantitativer Referenzwerte auch nachweisen kann, dass sie schneller und mit höherer Vorhersagegenauigkeit im Vergleich zu bestehenden Verfahren arbeitet.

„ALINA wird die Entwicklung von RNA-Therapeutika schneller, präziser und ressourcenschonender machen und deren Einsatz in Organen über die Leber hinaus erleichtern“, sagt Merkel. „Das Projekt könnte so einen zentralen Engpass der Branche beseitigen.“ Zugleich fördere es die breite Einführung datengestützter Nanocarrier-Entwicklungsansätze in Biotech- und Pharma-Forschung. Davon könnten jährlich mindestens zwei bis vier Millionen Patientinnen und Patienten profitieren.

Olivia Merkel studierte Pharmazie an der Universität Marburg, wo sie auch promoviert wurde. Sie arbeitete von 2009 bis 2011 als Postdoc in Marburg und anschließend als Tenure-Track-Professorin an der Wayne State University in Detroit, USA. Seit Oktober 2015 ist sie Professorin für Drug Delivery im Department Pharmazie an der LMU.