Fakultät: Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät

Lehrstuhl: Technische Biologie

Art des Stipendiums: Reisestipendium

Laufzeit: 05.05.2024 - 08.05.2024

Kurzvita

Michaela Dehne hat Life Science an der Leibniz Universität in Hannover studiert, wo sie auch ihre Promotion begann. Im Jahr 2022 kam sie an den neu gegründeten Lehrstuhl „Technische Biologie“ von Prof. Dr. Bahnemann als Wissenschaftliche Mitarbeiterin und finalisiert gerade ihre Dissertation.

Forschungsschwerpunkte:

•        Entwicklung und Anwendung mikrofluidischer Systeme für die Zellkulturtechnik

•        Etablierung von mikrofluidischen Systemen zur Herstellung von Nanopartikeln

•        Innovation von mikrofluidischen Systemen für die transiente Transfektion von Säugerzellen

•        Anwendung von mikrofluidischen Separationssystemen für kontinuierliche Prozesse

Kurzbeschreibung der Reise

Entwicklung einer mikrofluidischen Systems zur schaltbaren Membranpermeabilisierung zur Steigerung der Effizienz der Proteinproduktion

Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Herstellung rekombinanter Biopharmazeutika, welche zunehmend an Bedeutung gewinnen. Dabei spielen Transportprozesse über Zellmembranen – sowohl bei der Aufnahme von DNA als auch bei der Freisetzung von Produkten wie Antikörpern – eine zentrale Rolle, deren Effizienz stark von biophysikalischen Membraneigenschaften abhängt.

In diesem Projekt, welches auch von „Forschungspotentiale besser nutzen“ gefördert wurde, wird untersucht, wie diese Eigenschaften gezielt beeinflusst werden können, um Produktionsprozesse zu optimieren. Ein besonderer Fokus liegt auf kurzfristigen Änderungen von Prozessbedingungen (z. B. Temperatur oder pH-Wert), da viele Einflussfaktoren bei längerer Exposition die Zellviabilität beeinträchtigen.

Hierfür wird ein 3D-gedrucktes mikrofluidisches System eingesetzt, das schnelle und reproduzierbare Anpassungen der Prozessbedingungen ermöglicht. Erste Ergebnisse zeigen, dass insbesondere Temperaturänderungen die Membranpermeabilität gezielt erhöhen und so die Effizienz der DNA-Aufnahme verbessern können, ohne die Zellen nachhaltig zu schädigen.

Das Projekt wurde als Poster auf der Konferenz „DECHEMA Himmelfahrtstagung on Bioprocess Engineering 2024“ vorgestellt. Der neue Ansatz stieß auf großes nationales unter internationales Interesse. Zudem konnte durch die Vernetzung der Austausch zwischen Forschenden und neue Ideen für die Weiterentwicklung des Projektes gefördert werden.