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Durch die Integration von Genom-Mining, Protein-Engineering und automatisierten Funktionstests entsteht eine hocheffiziente Entwicklungsumgebung für optogenetische Aktoren. Die systematisch erfassten Daten liefern wertvolle Einblicke in die Opsin-Fitness-Landschaft und eröffnen neue Wege für datengetriebenes und strukturbasiertes Protein-Design – für präzisere, wirksamere Therapien von morgen.

Zur Entwicklung präziser und sicherer optogenetischer Behandlungen gestalten wir adeno-assoziierte virale Vektoren (rAAV), die exakt auf die Anforderungen der Zielzellen abgestimmt sind. Durch Screening, Optimierung und gezielte Kombination von Kapsidvarianten verbessern wir Spezifität, Effizienz und biologisches Sicherheitsprofil. Aufbauend auf dieser Grundlage entsteht ein skalierbarer, GMP-konformer Produktionsprozess für klinische Anwendungen – getragen von der Expertise führender Forschungslabore.

Mithilfe menschlicher Organoide, Tiermodelle und computergestützter Simulationen entwickeln wir belastbare präklinische Modelle zur Bewertung von Sicherheit und Wirksamkeit optogenetischer Therapien. In silico testen wir gezielt Stimulationsparadigmen zur Wiederherstellung neuronaler Funktionen – schneller und tierschonender. In vitro validieren wir Vektorstrategien in menschlichen Organoiden, bevor wir vielversprechende Ansätze in vivo in verschiedenen Spezies prüfen. Durch die enge Verzahnung dieser Systeme entsteht ein tiefes, integriertes Verständnis für den Wirkmechanismus und die gezielte Weiterentwicklung optogenetischer Behandlungen.

Um die Verträglichkeit optogenetischer Therapien zu sichern, analysieren wir systematisch Gewebeveränderungen, Immunzellinfiltrationen und zelluläre sowie humorale Immunantworten nach Gen-Transfer. Durch histologische, serologische und zelluläre Untersuchungen identifizieren wir mögliche immunologische Auslöser und entwickeln Strategien, um ungewollte Reaktionen zu minimieren. Die enge Zusammenarbeit immunologischer, neuropathologischer und physiologischer Expertise schafft die Grundlage für sichere und gut verträgliche Therapiekonzepte.

Für die gezielte optogenetische Stimulation entwickeln wir miniaturisierte, langlebige Medizingeräte mit höchster Lichtausbeute. Ein flexibles System aus Energie- und Datenkopplung, integrierter Steuerung und Lichtleitung ermöglicht die präzise Reizung entfernter Zielregionen. In enger Abstimmung mit Industriepartnern entstehen Prototypen für den klinischen Einsatz – robust, anpassbar und anwendungsnah. Das erste Etappenziel: ein funktionaler Designstopp für optische Cochlea-Implantate bis 2028.