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MitoFit Deutsch

From Bioblast

Bioblast 2022



MitoFit Deutsch

Mitochondrial fitness - das neue MitoFit Projekt


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K-Regio project MitoFit

MitoFit

Das Projekt MitoFit verfolgt das Ziel, ein QualitĂ€tskontrollsystem und eine Informationsmanagement-Plattform zu entwickeln, um diagnostische Tests der mitochondrialen Fitness auf Basis der bewĂ€hrten und einzigartigen O2k-Technologie standardisiert durchfĂŒhren zu können. Der O2k und das O2k-Fluorometer reprĂ€sentieren state-of-the-art fĂŒr höchste Genauigkeit in der systematischen und routinemĂ€ĂŸigen Messung von mitochondrialen Funktionen in der Grundlagenforschung und biomedizinischen Anwendung. Nun soll die Entwicklung von innovativen Laborstandards und die diagnostische Bestimmung des mitochondrialen Fitnessgrades – in frisch isolierten und kryoprĂ€servierten Zellen, die nicht-invasiv von Blutproben gewonnen werden, – den Übergang von einem hochspezialisierten ForschungsgerĂ€t zu einem generell einsetzbaren Medizinprodukt vorantreiben. Dieses Konzept soll nicht nur fĂŒr die Vermarktung der O2k-Technologie eine neue Dimension eröffnen, sondern kann auch weltweit Implikationen fĂŒr die mitochondriale Medizin im Allgemeinen haben. MitoFit wird als Kernbegriff die besondere AttraktivitĂ€t des Gesundheitstourismus in der alpinen Region erhöhen, indem Sport- und Gesundheitsprodukte mit einer neuen wissenschaftlichen Perspektive durch Bestimmung der mitochondrialen Fitness entwickelt und angeboten werden. Von der Erhöhung der LebensqualitĂ€t bis zu gesundem Altern mit physiotherapeutischer Begleitung kann ‚MitoFit –fit & well‘ – als prĂ€ventivmedizinischer Biomarker die modernsten AnsprĂŒche der Gesundheitsmedizin erfĂŒllen.


Der passive Lebensstil ist ein entscheidender Faktor fĂŒr die epidemieartige Zunahme von vermeidbaren, degenerativen Krankheiten, die weltweit im Zusammenhang mit zunehmender Lebenserwartung in der modernen Bevölkerungsentwicklung eine Herausforderung an unser Gesundheitssystem stellen. Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass eine hohe mitochondriale KapazitĂ€t nicht nur die Grundlage der zellulĂ€ren Energieversorgung darstellt, sondern auch eine zentrale Rolle fĂŒr die Erhaltung von Gesundheit und LebensqualitĂ€t bis ins hohe Alter spielt. Trotz der nachgewiesenen Bedeutung einer effizient wirksamen mitochondrialen StoffwechselkapazitĂ€t fĂŒr die PrĂ€vention zahlreicher Krankheiten - wie etwa Typ 2 Diabetes, Demenz, kardiovaskulĂ€re Krankheiten und zahlreiche Krebsarten – steht noch kein quantitatives System mit Bezug auf eine reglementierte Datenbank zur VerfĂŒgung, um die mitochondriale AtmungskapazitĂ€t von Patienten routinemĂ€ĂŸig bestimmen und mit Referenzwerten innerhalb und zwischen Populationen vergleichen zu können. Der OROBOROS Oxygraph-2k (O2k) ist das einzige Instrument, welches durch seine ausgewiesene StabilitĂ€t und Genauigkeit fĂŒr die hochauflösende Respirometrie geeignet ist. Aufbauend auf dieser weltweit fĂŒhrenden Technologie eröffnet sich die Chance, Verfahren fĂŒr die QualitĂ€tskontrolle entwickeln zu können, welche benötigt werden, um den O2k als kalibriertes und zertifiziertes Medizinprodukt fĂŒr die In Vitro Diagnostik einzufĂŒhren.

Das Projekt MitoFit wird aus Mitteln des Landes Tirol im Programm K-Regio der Standortagentur Tirol gefördert .
Antragsteller: Medizinische UniversitÀt Innsbruck, A.Univ.-Prof. Dr. Erich Gnaiger
Projektantrag: 2015-04-24; Bewilligung: 2015-09-16
Projektdauer: 2015-05-01 bis 2018-04-30
Gesamtbudget: € 1.26 Mill; finanzielle Förderung durch die Landesregierung Tirol: € 0.89 Mill.



Projektziele

  • Strategie zur ÜberfĂŒhrung des Oxygraph-2k ausschließlich oder gemeinsam mit dem O2k-Fluorometer vom ForschungsgerĂ€t zum Medizinprodukt: von ‚Open Innovation‘ zur strategischen Innovation.
  • Integration einer Knowledge Management Platform in die O2k-Technologie: Erweiterung der real-time DatLab Software mit Datenanalyse- und darstellungsfunktionen (Data Management System) und Datenbank.
  • Entwicklung von Laborstandards fĂŒr ein QualitĂ€tskontrollsystem: Standardisierung und Dokumentation von instrumentellen Kalibrierungsprotokollen, biochemischen Anleitungen fĂŒr die Herstellung experimenteller Stammlösungen, PrĂ€parationsprotokollen fĂŒr die Aufbereitung mitochondrialer und zellulĂ€rer PrĂ€parate fĂŒr die respirometrische Diagnostik, und experimentellen Prozessprotokollen mit besonderer BerĂŒcksichtigung ausgewĂ€hlter Referenzprotokolle (Substrate-Uncouper-Inhibitor-Titrations- SUIT Protokolle).
  • Referenzprobe fĂŒr die mitochondriale Respirometrie mit HomogenitĂ€t fĂŒr die Aufsplittung in Subproben, StabilitĂ€t fĂŒr langfristig wiederholte Tests (KryoprĂ€servation), ReprĂ€sentativitĂ€t fĂŒr die klinische mitochondriale Diagnostik (humane Zellkulturen) und QuantitĂ€t, um die VerfĂŒgbarkeit fĂŒr große Testserien innerhalb eines Messlabors und weltweit fĂŒr verschiedene Labors (Ringtest) sicherzustellen.
  • Verfahrensoptimierung, um verschiedene Zelltypen (Thrombozyten, Monozyten) aus menschlichen Blutproben fĂŒr die mitochondriale respirometrische Diagnostik zu isolieren und möglichst ohne QualitĂ€tsverlust konservieren zu können (KryoprĂ€servation), wodurch die Möglichkeiten der respirometrischen Diagnostik entscheidend gesteigert werden können, indem die diagnostischen Tests zeitlich und örtlich unabhĂ€ngig von der Probenentnahme durchgefĂŒhrt werden können.
  • Entwicklung und Erprobung eines MitoFit Leistungstests als weltweite Innovation auf dem Gebiet der mitochondrialen Respirometrie, aufbauend auf den kryoprĂ€servierten Referenzproben, einer spezifisch entwickelten Logistik und in Zusammenarbeit mit einem global reprĂ€sentativen Netzwerk von strategischen PartnerInnen.
  • Entwicklung und Erprobung von MitoFit Anwendungsmodulen im Tourismus und Sporttherapie, mit spezifischen Sport-, Tourismus- und Trainingsmodulen, wobei besonders die FunktionalitĂ€t der Informationsmanagementplattform getestet und anwendungsorientiert optimiert werden kann.


Projektpartner


Auswirkungen des Projekts

Auswirkungen des Projektes auf die beteiligten Unternehmen

FĂŒr die Firma OROBOROS INSTRUMENTS und ihren Langzeitpartner WGT ergibt sich durch die Weiterentwicklung des O2k von einem Forschungsinstrument zu einem Medizinprodukt ein Wettbewerbsvorteil in Bezug auf jedes andere respirometrische GerĂ€t, wodurch ein neuer weltweiter Markt eröffnet werden kann. Die Weiterentwicklung der O2k-Technologie zum Medizinprodukt wird den Einsatz des GerĂ€tes fĂŒr diagnostische Zwecke im klinischen Kontext ermöglichen, u.a. Voruntersuchungen von Krebsbehandlungen oder die Diagnose genetischer Erkrankungen. Dadurch wird eine deutlich höhere Nachfrage nach dem O2k erwartet. Die EinfĂŒhrung des Leistungs-Ringtests fĂŒr potentiell ĂŒber 300 Labors kann mehrere ArbeitsplĂ€tze fĂŒr dessen Betreuung und Weiterentwicklung schaffen (multiple Tests pro Labor pro Jahr, jĂ€hrliche Leistungstests pro Jahr fĂŒr operative Zertifizierung im Netzwerk). Im Falle der Umsetzung des Konzeptes (CE, FDA Zertifizierung) wird fĂŒr die weitere technologische Entwicklung und Logistik zur Implementierung sowie fĂŒr die kontinuierliche QualitĂ€tskontrolle bei beiden Unternehmen signifikant mehr Personal erforderlich sein.

FĂŒr das Höhenleistungszentrum KĂŒhtai Betriebs GmbH ergibt sich durch das Projekt eine betrĂ€chtliche Erhöhung des Ansehens als herausragende Trainingseinrichtung, in der die alpine Hochgebirgsumgebung und die wissenschaftliche Expertise in Bezug auf die Auswertung der Trainingseffizienz zusammenwirken. Diese einzigartige Kombination strahlt eine große Anziehung auf Athleten und Sportclubs aus, die sich weit ĂŒber den österreichischen Markt erstrecken wird. Sporttherapie Mag. Huber wird nicht nur Physiotherapie anbieten, sondern auch die Effizienz der angewandten Methoden durch wissenschaftliche Verfahren ĂŒberprĂŒfen. Dies wird den Bekanntheitsgrad des Unternehmens und die AttraktivitĂ€t der Sporttherapie steigern. Physiotherapeuten wird dadurch die konstante Weiterentwicklung ihrer Methoden in Richtung höherer EffektivitĂ€t ermöglicht.

Nicht im Projektplan eingerechnete Stellen:

  • 1 PhD Stelle an der Sektion fĂŒr Bioinformatik (Medizinische UniversitĂ€t Innsbruck) finanziert durch die OROBOROS INSTRUMENTS GmbH
  • 1 Mitarbeiterin im Ausmaß von 0.25 FTE fĂŒr PR-AktivitĂ€ten – angestellt bei OROBOROS INSTRUMENTS GmbH
  • 1 Biomedizinische Assistentin im Ausmaß von 60% ab dem 2. Projektjahr vollstĂ€ndig finanziert durch die OROBOROS INSTRUMENTS GmbH

Gesamtkosten fĂŒr OROBOROS INSTRUMENTS zusĂ€tzlich pro Jahr: ca. 80,000.- EUR.

Nach dem Projekt erfordert es bei erfolgreicher Umsetzung die Anstellung von 1-2 FTE und im Weiteren bis zu 6 FTE fĂŒr den first-level support im Bereich des MitoFit-Knowledge Managements, der Produktion und QualitĂ€tskontrolle der Referenzproben (KryoprĂ€servation) und des Leistungs-Ringtests (mittelfristig könnten 500-1.000 Tests pro Jahr erwartet werden, Umsatz bis zu >1 Mio. Euro mit dem ca. 5 FTE finanziert werden könnten). Bei einer Zertifizierung zum Medizinprodukt erwarten wir eine Verkaufssteigerung von zunĂ€chst 40 zusĂ€tzlichen GerĂ€ten pro Jahr, was einem zusĂ€tzlichen Umsatz von etwa 1,2 Millionen Euro entspricht. Damit können sowohl weitere 5-6 ArbeitsplĂ€tze bei ORO als auch 2-5 Arbeitsstellen bei WGT finanziert werden.


Auswirkungen des Projektes auf die beteiligten Forschungseinrichtungen

Das DSL wird vielfach von den Kooperationen auf technischem und wissenschaftlichem Gebiet (Mitochondriales Forschungslabor) profitieren, zum einen von der durch das ISW durchgefĂŒhrten High-Altitude Trainingsstudie, zum anderen von der Physiotherapiestudie. Dies wird es den Wissenschaftlern erlauben, ihre Datenbank bezĂŒglich respirometrischer Charakteristiken verschiedener humaner Zelltypen und von Menschen mit stark voneinander abweichendem Hintergrund (z.B. Athleten und Menschen, die einer sitzenden TĂ€tigkeit nachgehen sowie Ă€ltere Personen) signifikant zu erweitern. Zusammen mit Wissenschaftlern und Projektteilnehmern von anderen Einrichtungen werden die Mitarbeiter des DSL als Co-Autoren bei relevanten Publikationen fungieren. Das SBI wird als HerzstĂŒck des Projeks eine neuartige Informationsplattform entwickeln, die das Potential hat, hunderte Forschungsgruppen im Bereich der mitochondrialen Physiologie miteinander zu verbinden, vom Zellbiologen ĂŒber den Sportwissenschaftler bis zu klinischen Psychologen. Falls erfolgreich, wird das Projekt das Ansehen und die internationale Sichtbarkeit des SBI steigern.

Teilnehmer des ISW erhalten Zugang zu state-of-the-art Technologien (Kombination von Respirometrie und Fluorometrie) mit wissenschaftliche UnterstĂŒtzung von den GerĂ€teentwicklern [ORO]. Die Anwendung dieser Techniken in Kombination mit den entwickelten Performance Tests des ISW erlaubt es Wissenschaftlern, die Änderungen der Fitness mit Änderungen der mitochondrialen Physiologie menschlicher Blutzellen in Verbindung zu bringen. Durch den mit Muskelbiopsien könnten sich Blutzellen als valides Modell fĂŒr die Bestimmung mitochondrialer VerĂ€nderungen durch Training oder fitnessbedingter Effekte erweisen, und es kann mit einer Serie von SchlĂŒsselpublikationen im Feld der Sportwissenschaften gerechnet werden.


Auswirkungen des Projektes auf die Region Tirol

Das Projekt MitoFit trĂ€gt nachhaltig zur Erhöhung des Bekanntheitsgrades und des Ansehens der lokalen Forschungseinrichtungen bei. Des Weiteren wird ein intensiver Kontakt zwischen den regionalen UniversitĂ€ten und Kleinbetrieben hergestellt, die beteiligten Betriebe werden dadurch zu relevanten Partnern fĂŒr internationale Kooperationen (EU-Projekte). WĂ€hrend der Projektlaufzeit werden 5 ArbeitsplĂ€tze fĂŒr hochqualifizierte Forscher an den akademischen Partnerinstitutionen und 2 VollzeitĂ€quivalente in den beteiligten Firmen geschaffen.

Durch die Weiterentwicklung des O2k zum Medizinprodukt wird die weltweit fĂŒhrende Stellung des OROBOROS O2k weiter ausgebaut und die Kooperation der Partnerbetriebe in der Entwicklung intensiviert. Dadurch werden sich die Anwendungsgebiete erweitern und der Markt vergrĂ¶ĂŸern. Derzeit sind in Tirol ca. 25 ArbeitsplĂ€tze direkt vom Erfolg des O2k abhĂ€ngig. Nach erfolgreichem Projektende werden durch den Ausbau der KonkurrenzfĂ€higkeit die derzeit mit Produktion und Vermarktung des O2k verbundenen ArbeitsplĂ€tzte auf Jahre abgesichert und weitere ArbeitsplĂ€tze in Produktion, Vertrieb und Service geschaffen.

Das Projekt soll auch zu einer sektoriellen StĂ€rkung des Tourismus beitragen. Das HLZ arbeitet bereits mit 50.000 Sportclubs in Mitteleuropa zusammen, darunter ca. 5000 Fußballclubs. Im Rahmen der Sport- und Gesundheitsprogramme von MitoFit sollen im Sommer mittelfristig ca. 3.000 NĂ€chtigungen im Projektgebiet erzielt werden, dies entspricht einem Umsatzvolumen von € 250.000,-. Dieser Impuls soll auch dazu fĂŒhren, dass einige Betriebe ganzjĂ€hrig geöffnet bleiben und Ganzjahresstellen anbieten können. Derzeit sind bis auf wenige Ausnahmen die Betriebe im Projektgebiet nur im Winter geöffnet. Durch den innovativen Ansatz wird ein neues Bewusstsein fĂŒr die PrĂ€ventivmedizin geweckt, zu der ein körperlich aktiver und kalorisch ausgeglichener Lebensstil signifikant beitragen kann. Mitochondriale Kompetenz wird einer breiten Bevölkerung nahegebracht, um in der eigenen Bevölkerung und bei den Touristen die regionale IdentitĂ€t mit bewegungsorientiertem Freizeitangebot in der alpinen Landschaft Tirols zu stĂ€rken.


Artikel

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