Merck und Inbrain Neuroelectronics kooperieren bei Entwicklung von bioelektronischen Therapien der nächsten Generation

09.07.2021

Darmstadt: Merck, ein führendes Wissenschafts- und Technologieunternehmen, hat am 8. Juli 2021  eine weitere Kooperationsvereinbarung in seinem Innovationsfeld Bioelectronics bekannt gegeben. Partner dieser Zusammenarbeit ist Innervia Bioelectronics, ein Start-up und Tochterunternehmen von Inbrain Neuroelectronics S.L. mit Sitz in Barcelona, Spanien. Gemeinsam wollen die Kooperationspartner neuartige, auf Graphenelektroden basierende bioelektronische Therapien zur Stimulation des Vagusnerven entwickeln, die auf schwerwiegende chronische Erkrankungen aus den von Merck abgedeckten Therapiegebieten abzielen.

• Projekt des Merck Innovation Center verfolgt Entwicklung intelligenter Neurostimulatoren zur personalisierten Behandlung chronischer Erkrankungen
• Zweite Kooperation im Innovationsfeld Bioelectronics von Merck zielt auf Erhöhung der Selektivität und Energieeffizienz des Geräts ab, um energieintensive Neurostimulation mittels Graphenelektroden zu ermöglichen
• Vereinbarung über gemeinsame Entwicklung stellt vielversprechenden Schritt hin zu hoch-selektiven und effizienten neuartigen bioelektronischen Therapien dar

„Unser Ziel ist es, Impulse für Entwicklungen auf dem noch jungen Gebiet der Bioelektronik zu setzen, indem wir die neuartige Therapieform der selektiven Neurostimulation vorantreiben“, sagte Laura Matz, Chief Science and Technology Officer von Merck. „Durch die heutige Vereinbarung mit Innervia Bioelectronics erhält Merck Zugang zu einer einzigartigen Technologie, die Neurostimulatoren energieeffizienter macht und damit eine digitalisierte, auf den Patienten zugeschnittene Therapie schwerer und chronischer Erkrankungen wie Entzündungskrankheiten ermöglichen könnte.”

Im Rahmen der auf mehrere Jahre angelegten Zusammenarbeit wollen die beiden Partner diesen potenziellen Paradigmenwechsel bei der Behandlung von Erkrankungen mit hohem Therapiebedarf aktiv vorantreiben. Mit seinen Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Bioelektronik sowie seiner Expertise in den Bereichen Data Science, Klinik, Zulassung und Qualität ist Merck bestens aufgestellt, um in naher Zukunft neuartige Geräte für Patienten auf den Markt bringen zu können. Innervia wird sein technisches Know-how in die Entwicklung von Graphenschnittstellen, Geräten und die Signalverarbeitung für klinische Anwendungen einbringen. Zu Beginn werden sich die Partner auf entzündliche, metabolische und endokrine Erkrankungen konzentrieren und dabei die vielversprechenden Eigenschaften von Graphen in Sachen Miniaturisierung, Präzision und Effizenz bei der Modulation des Vagusnerven zur Anwendung bringen.

„Diese Partnerschaft unterstreicht, wie wichtig es ist, dass Schlüsselakteure in ihren jeweiligen Bereichen ihre Stärken bündeln, um graphenbasierte Elektrotherapien mittels minimalinvasiver Technologien und präziser Signalkodierung für Patienten mit beeinträchtigenden, systemischen, chronischen Erkrankungen zu entwickeln“, sagte Jurriaan Baker, CTO von Innervia Bioelectronics. „Unser gemeinsames Ziel ist es, die Therapieergebnisse für diese Patienten zu verbessern, die meist nur wenige Informationen über ihren Erkrankungszustand und geringen Einfluss auf ihren Therapieweg haben”, fügte Carolina Aguilar, Mitgründerin und CEO von Inbrain Neuroelectronics, hinzu.

„Bioelektronische Geräte sind in der Lage, direkt mit dem Nervensystem zu kommunizieren. Die Aufzeichnung von Nervensignalen und deren Kombination mit anderen zugänglichen physiologischen Daten wird zu einem besseren Verständnis von Krankheiten führen und eine personalisierte Therapie ermöglichen“, sagte Robert Spoelgen, Leiter Bioelectronics, Merck Innovation Center. „Wir sind überzeugt davon, dass bioelektronische Geräte in der künftigen Therapielandschaft eine wesentliche Rolle spielen werden.“

Eine gestörte und fehlgesteuerte Weiterleitung von Nervensignalen tritt bei zahlreichen schweren chronischen Erkrankungen auf. Im Rahmen bioelektronischer Therapien kommen kleine, implantierbare Geräte zum Einsatz, die elektrische Nervenimpulse im Körper modulieren, um dadurch ein breites Spektrum an chronischen Erkrankungen zu behandeln. Darüber hinaus wird erwartet, dass Neurostimulatoren mit immer mehr smarten Zusatzfunktionen – etwa zum kontinuierlichen Auslesen, der Analyse und Übertragung von Daten – ausgestattet werden, wodurch sich der Energieverbrauch erhöht. Gleichzeitig werden die Geräte aber immer kleiner. Diese Trends bedeuten eine enorme Herausforderung für die Energieversorgung der Geräte. Hinzu kommt, dass bestimmte Erkrankungen aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften eine Stimulation mit besonders hohem und konstantem Energiebedarf erfordern. Mit den derzeitigen Technologien gestaltet sich die Entwicklung wirksamer Neurostimulationstherapien für diese Indikationen äußerst schwierig.

Zur Lösung des Energieversorgungsproblems ist es daher vor allem wichtig, die Energieeffizienz der Geräte zu steigern, da Alternativen wie das sogenannte Energy Harvesting noch unausgereift sind und von Anwendungen in der klinischen Praxis noch weit entfernt sind. Reduziertes Graphenoxid (rGO) weist ideale Materialeigenschaften auf, um den Energieverbrauch bei gleichbleibender Stimulationswirksamkeit deutlich zu senken. Erreicht wird dies durch eine hohe Ladungsinjektionsgrenze in Kombination mit einer im Vergleich zu allen anderen verfügbaren Elektrodenmaterialien sehr niedrigen Impedanz. Das zu den zweidimensionalen Materialien gehörende Graphen wurde 2004 erstmals isoliert und besteht aus einer einfachen Lage Kohlenstoffatome, die in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind. Graphen gilt als der stabilste bekannte Stoff und ist rund 100 Mal belastbarer als Stahl. Innervias Technologie macht sich die Leistungsfähigkeit von Graphen und dessen einzigartige elektrische und thermische Leitfähigkeit zunutze. Derzeit werden die vielfältigen Eigenschaften des Materials weiter erforscht.[1]

In das Innovationsfeld Bioelectronics von Merck fließen die Erfahrung und das Know-how aus den Unternehmensbereichen Healthcare und Electronics ein. Diese Kooperationsvereinbarung ergänzt eine kürzlich bekannt gegebene Partnerschaft zwischen Merck, B. Braun und dessen Start-up neuroloop GmbH, bei der die Einsatzfähigkeit von Neurostimulatoren für die gezielte Behandlung von Indikationen mit hohem Therapiebedarf untersucht werden soll.

[1] Cao, K. (2020). "Elastic straining of free-standing monolayer graphene". Nature Communications. 11 (284): 284.

Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. (22 October 2004). "Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films". Science. 306 (5696): 666–669.

INNERVIA Bioelectronics, ein Tochterunternehmen von INBRAIN Neuroelectronics, befasst sich mit der Entwicklung und Kommerzialisierung intelligenter Graphen-basierter Schnittstellen, die eine Modulation der Vagusnervensignale zu medizinischen Zwecken ermöglichen sollen. Weitere Informationen unter www.innervia-bioelectronics.com.

Das 2019 gegründete Medizintechnik-Unternehmen INBRAIN Neuroelectronics S.L. widmet sich der Entwicklung der weltweit ersten intelligenten Graphen-Gehirn-Schnittstelle zur Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen. Das erste Produkt von INBRAIN misst und moduliert die Hirnaktivität und löst mithilfe künstlicher Intelligenz adaptive Reaktionen für eine personalisierte neurologische Therapie bei Epilepsie und Parkinson aus. Weitere Informationen unter www.inbrain-neuroelectronics.com.

Das Merck Innovation Center ergänzt die Forschung und Entwicklung in den drei Unternehmensbereichen von Merck mit dem Ziel, neue Geschäftsfelder zu erschließen, die außerhalb der derzeitigen Schwerpunktbereiche der Forschung & Entwicklung des Unternehmens liegen. Unter bereichsübergreifender Nutzung von Ressourcen und Kompetenzen will es das ungenutzte Potenzial von Merck erschließen und bringt basierend auf diesen Ressourcen Projekte auf den Weg, um die Innovationsvorhaben schließlich zu tragfähigen neuen Geschäften weiterzuentwickeln. Mit Bioelectronics als neuestem Zuwachs verfolgt das Merck Innovation Center jetzt Projekte in zwei Innovationsfeldern. Im Innovationsfeld Cultured Meat – auch als kultiviertes, Labor- oder In-vitro-Fleisch bezeichnet – konzentriert sich Merck auf die erforderliche Biotechnologie, um echtes Fleisch, Fisch und Meeresfrüchte aus Zellkulturen (in vitro) zu erzeugen. Ziel des Unternehmens ist es, der führende Technologiepartner dieser aufstrebenden Branche zu werden. Ein weiteres Projekt, das im Innovationszentrum vorangetrieben wird, ist OneZeroMed, eine Lösung für den 3D-Druck – auch als additive Fertigung bezeichnet – von Tabletten mithilfe der Lasersinter-Technologie. Sie wird die Tablettenproduktion enorm vereinfachen und zu einer erheblichen Kosten- und Zeiteinsparung während der klinischen Entwicklung führen.

Merck, ein führendes Wissenschafts- und Technologieunternehmen, ist in den Bereichen Healthcare, Life Science und Electronics tätig. Rund 58.000 Mitarbeiter arbeiten daran, im Leben von Millionen von Menschen täglich einen entscheidenden Unterschied für eine lebenswertere Zukunft zu machen: Von der Entwicklung präziser Technologien zur Genom-Editierung über die Entdeckung einzigartiger Wege zur Behandlung von Krankheiten bis zur Bereitstellung von Anwendungen für intelligente Geräte – Merck ist überall. 2020 erwirtschaftete Merck in 66 Ländern einen Umsatz von 17,5 Milliarden Euro.

Wissenschaftliche Forschung und verantwortungsvolles Unternehmertum sind für den technologischen und wissenschaftlichen Fortschritt von Merck entscheidend. Dieser Grundsatz gilt seit der Gründung 1668. Die Gründerfamilie ist bis heute Mehrheitseigentümer des börsennotierten Konzerns. Merck hält die globalen Rechte am Namen und der Marke Merck. Die einzigen Ausnahmen sind die USA und Kanada, wo die Unternehmensbereiche als EMD Serono, MilliporeSigma und EMD Electronics auftreten.