Dr. Nevena Tomasevic
Die hohe Nachfrage nach Rohstoffen drängt Unternehmen, ihre Explorationsvorhaben in schwer zugängliche und kostenintensive Regionen wie die Tiefsee oder vereiste Gebiete auszudehnen. Gleichzeitig zwingt der Preisverfall von Ressourcen insbesondere Unternehmen der Öl- und Gasbranche dazu, ihre Kosten und finanziellen Risiken zu minimieren. Im Rahmen des Innovation Grant Projektes hat Frau Tomasevic ein Framework entwickelt, mit dem realistische Vorhersagen über die Verteilung von Sedimentgesteinen in sogenannten „Becken“ getroffen werden können. In dieses Framework fließen spezifische Kenntnisse, etwa über Sedimenterosion, -transport und -ablagerungen von der Quelle zur Senke mit ein. Diese Entwicklung wird zur Eingrenzung der Suche nach Kohlenwasserstoff führenden Schichten hilfreich sein. Nach einem Jahr wurde das Projekt vorzeitig beendet, da Frau Tomasevic einen Ruf an das KIT bekommen hat. Sie wird diese Arbeiten als Hauptfokus Ihrer zukünftigen Arbeitsgruppe weiterverfolgen.
Dr. Barbara Bergmann
Das Projekt „Polizeiliches Risikoscreening junger Straf- und Intensivtäter“ hatte zum Ziel, ein Verfahren zu entwickeln, welches Polizeibeamte bei der Einschätzung des Kriminalitätsrisikos junger straffällig gewordener Menschen unterstützen soll. Mithilfe einer Art „Screeningbogen“ empirisch belegter Risiko- und Schutzfaktoren für delinquentes Verhalten, sollte den Polizeibeamten eine hilfreiche Struktur an die Hand gegeben werden, mit der sie erstmalig ein umfassendes und ausgewogenes Bild des jungen Menschen, seiner Persönlichkeit und seines Lebenshintergrundes gewinnen konnten. Die auf dem Screeningbogen basierte Risikoeinschätzung kann die Grundlage für weitere Entscheidungen und Empfehlungen der Polizeibeamten bilden und im weiteren Verlauf des Jugendstrafverfahrens und des damit zusammenhängenden Risikomanagements auch der der Staatsanwaltschaft und der Jugendhilfe zugutekommen. Das Projekt wurde in Kooperation mit Landeskriminalämtern mehrerer Bundesländer und durchgeführt und von Vertretern der Deutschen Vereinigung für Jugendgerichte und Jugendgerichtshilfen e.V. (DVJJ) unterstützt. Über die im Projekt gesteckten Transferziele hinaus konnte sich Frau Bergmann erfolgreich auf eine Stelle bei einem Landeskriminalamt bewerben, wofür die enge Zusammenarbeit mit der Polizeilichen Praxis sehr hilfreich war.
Dr. Wolfgang Fuhl
Algorithmen der künstlichen Intelligenz finden inzwischen unzählige Anwendungen, insbesondere im Bereich der automatisierten Bildanalyse. Als Grundlage zum Training sog. Deep-Learning-Verfahren (tiefe neuronale Netze) dienen annotierte Daten, zu deren Erzeugung jedoch ein großer Aufwand betrieben werden muss. Dieser Prozess wird meistens manuell bewerkstelligt. In diesem Vorhaben wurde ein bereits im Rahmen der Promotion entwickelter Prototyp einer Annotationssoftware für die automatisierte Annotation von Strukturen in Bilddaten erweitert. Die Erweiterungen umfassen die automatisierte Detektion, Formbestimmung, Klassifikation, Werteregression und Segmentierung. In allen Anwendungsfeldern werden die Modelle selbständig vom Framework optimiert. Abschließend kann das Framework auch automatisiert echtzeitfähige Detektoren generieren, welche in beliebiger Software integriert werden können.
Durch die gute Zusammenarbeit im Rahmen einer Industriekooperation wird nun eine Industriepromotion gefördert und es wird mehrere Folgeprojekte geben. Außerdem konnten der Forschungsgemeinschaft durch zahlreiche Publikationen große Datensätze zur Verfügung gestellt werden.
Dr. Stefanie Maurer
Metastasierte Tumore gehören zu den größten klinischen Herausforderungen und sind meist nicht kurativ behandelbar, was u.a. durch die Entstehung von Resistenzen gegen vorhandene (Chemo-)Therapien begründet ist. Die Zulassung neuer onkologischer Präparate ist rückläufig, da die Entwicklungsprozesse kostenaufwändig und risikoreich sind. Receptor Activator of Nuclear Factor κB und sein Ligand (RANK/RANKL), welche im Mittelpunkt des Vorhabens stehen, sind vorrangig hinsichtlich ihrer Rolle im Knochenstoffwechsel bekannt. RANKL vermittelt dabei Knochenabbau, und mittlerweile ist ein RANKL-neutralisierender Antikörper (Denosumab) zur Behandlung benigner und maligner Osteolysen zugelassen. Blutplättchen exprimieren nach Aktivierung RANKL (platelet-derived, pRANKL) auf ihrer Oberfläche, was zu einer Stimulation des Rezeptors RANK führt, der von Tumorzellen exprimiert wird, und Metastasierung und Chemotherapie-Resistenz von Tumorzellen induziert. Durch Neutralisation von RANKL, beispielsweise mit Denosumab, können diese Effekte verhindert werden. Während der Projektlaufzeit konnte Frau Maurer Arbeiten zur Aufklärung der Bedeutung von RANKL durchführen, die zu zwei projektbezogenen Veröffentlichungen geführt haben. Mithilfe der erarbeiteten Datensätze werden weitere Untersuchungen angestrebt, die dazu führen könnten, für die Substanz Denosumab eine Indikationserweiterung zu beantragen. Frau Maurer hat ein DFG-Stipendium erhalten und hat das Projekt vorzeitig für einen Forschungsaufenthalt im Ausland beendet.
Dr. Jacqueline Wettengel
Die zielgerichtete RNA-Editierung gehört zu den neuen Technologien, die eine Reprogrammierung der genetischen Information auf RNA-Ebene ermöglichen. Ziel dieses Projektes war die Parameter zu definieren, welche eine zielgerichtete A-zu-I RNA-Editierung mittels chemisch modifizierten guideRNAs weiter optimiert. Optimale Eigenschaften der chemisch stabilisierten guideRNA sollten bestimmt werden um eine hohe Editierungseffizienz, und - potenz, Nukleasestabilität sowie eine niedrige Toxizität und Immunogenität zu bewirken. Ein weiteres Ziel war es eine solide Datenlage für einen Tierversuchsantrag zu generieren, indem ein geeignetes endogenes Maustarget gefunden und effizient editiert wird, um zeigen zu können, dass sich murine ADARs ebenso effizient mit chemisch modifizierten guideRNAs rekrutieren lassen wie humane.
Aus den Ergebnissen der chemischen Modifikationsmuster und guide-RNA-Sequenzen wurde eine internationale Patentanmeldung zusammen mit dem Technologietransfer umgesetzt.
Dr. Maximilian Priester-Lasch
Mit seinem Projekt Interchange: Intercultural Change Management entwickelte Herr Priester-Lasch auf Grundlage ethnologischer Forschungsergebnisse ein adaptives Beratungskonzept zur Unterstützung deutsch-indischer Kooperationen in der Privatwirtschaft. Das Beratungskonzept unterstützt Unternehmen und Organisationen dabei, Veränderungsprozesse zu realisieren. Im Zuge dessen werden interkulturelle Missverständnisse identifiziert, Lösungsstrategien erarbeitet und Prozesse entwickelt, um zukünftigen Problemen vorzubeugen. Das Projekt verwendet Konzepte und Modelle der Personal-, Organisations- und Führungskräfteentwicklung und erweitert diese durch ethnologische Erkenntnisse. Dabei werden Mitarbeiter begleitet und geschult, um eigenständig mit interkulturellen Herausforderungen umgehen zu können. Inzwischen wurde eine erfolgreiche Kooperation mit der Firma MTO etabliert, die bereits bei der Entwicklung des Beratungskonzepts beteiligt war.
Dr. Tobias Fabian Schrodt
Ziel des Innovation Grant Projekts war die Erstellung eines Prototyps einer neuartigen Künstlichen Intelligenz (KI) für die Steuerung von Computerspielcharakteren und eines entsprechenden mehrspielerfähigen Spiels für mobile Endgeräte. Die Besonderheiten eines mit dieser KI ausgestatteten KI-Charakters sind seine multiplen Lernfähigkeiten die sich während des Spielens auf kognitiv realistische Weise entfalten. Das Spiel soll als erste Vorzeigeanwendung für diese Art von KI dienen. Während der Projektlaufzeit wurde ein Prototyp entwickelt und von Spielern getestet.
Auf Basis der Rückmeldungen wurden Verbesserungen an der Spielsteuerung und Spielperspektive durchgeführt und ein Tutorial erstellt. Im Oktober 2020 wurde die Quantum Gaming GmbH gegründet, welche das Spiel „Marbles AI“ nun produziert. Die Anschlussfinanzierung wurde unter anderem über die Deutsche Computerspielförderung sichergestellt.
Dr. Shahram Eivazi
Während der Förderung wurde an mehreren Navigationssystemen für Operationsmikroskope gearbeitet, in welchen die Einstellungen durch Kopf- und Augenbewegungen gesteuert werden können. Ziel war, ein Operationsmikroskop für den kommerziellen Gebrauch zu entwickeln und zu testen, welches mit erweiterter Realität (Augmented Reality) arbeitet. In den zwei Jahren konnte sowohl an der Software als auch an der Hardware einige Entwicklungen umgesetzt werden und das Projekt wurde auf mehreren Veranstaltungen vorgestellt. Herr Eivazi ist inzwischen bei der Firma Festo beschäftigt und hat eine Industry on Campus- Professur an der Uni Tübingen bekommen.
Dr. Alvise Barbieri
Im Südwesten Deutschlands formten die Flüsse Ach und Lone eine spektakuläre Landschaft mit zahlreichen Höhlen, welche wiederholt von Neandertalern und später von modernen Menschen, die nach Europa kamen, besiedelt wurden (vor ca. 43.000 Jahren). Bei Ausgrabungen der prähistorischen Höhlenablagerungen haben Archäologen einige der ältesten Musikinstrumente und Kunstwerke der Welt entdeckt. Diese helfen, die Ursprünge von Kunst, Musik und Religion zu beleuchten. Mit einer bahnbrechenden Initiative hat die UNESCO im Januar 2016 die Täler Ach und Lone, ihre Höhlenstätten mit den darin angesammelten Ablagerungen sowie die darin enthaltenden Artefakte zum Weltkulturerbe erklärt. Diese neue Perspektive macht es wichtig, der Öffentlichkeit nicht nur die Bedeutung der frühesten Kunstwerke zu vermitteln, die in den Höhlenfundstellen des Ach- und Lonetals gefunden wurden, sondern auch die Geschichte der Landschaft, in der diese spektakulären Funde entstanden sind.
Ziel dieses Antrages war es, eine innovative, temporäre Museumsausstellung mit dem Titel: „Landschaften und Höhlen aus der letzten Eiszeit“ zu erstellen, die die Besucher zur Entdeckung der Veränderungen einlädt, die in diesen beiden Tälern während der letzten Eiszeit stattgefunden haben und die erlebbar macht, wie sich diese Veränderungen auf das Leben unserer prähistorischen Vorfahren ausgewirkt haben.
Die Ausstellung wurde erfolgreich konzipiert und im Urgeschichtlichen Museum Blaubeuren in dem Bereich für Wechselausstellungen gezeigt. Viele interaktive Exponate haben die Museumsbesucher zum Entdecken eingeladen und interessantes Wissen vermittelt.
Dr. Thomas Kübler
„Look! Fahren Sie sicher“
Im Projekt Look! wurde eine Software zur robusten Messung und zuverlässigen Analyse von Augenbewegungen während der Autofahrt entwickelt. Die dabei eingesetzten Algorithmen erschließen Blickbewegungsdaten als neue Informationsquelle für maschinelle Lernverfahren und Fahrerassistenzsysteme. So soll dazu beitragen werden, die Ausbildung von Fahranfängern zu optimieren und damit den Straßenverkehr sicherer zu machen. Im Rahmen des Projekts wurde eine Eye-Tracking Brille entwickelt, die zusammen mit einem Smartphone ein voll funktionsfähiges Eye-Tracking System darstellt. Die Brille zeichnet sich durch geringes Gewicht und extrem flexible Schwanenhälse zur einfachen Justierung der Augenkameras aus. Dadurch lassen sich diese besonders leicht auf verschiedene Personen einstellen und können ggf. unter einer Brille hindurchschauen, um Reflektionen zu vermeiden. Die Software kann außerdem die Sensorik des Smartphones mitnutzen und so die Blickdaten mit Kartenposition oder Fahrmanövern assoziieren. Inzwischen wurde von Herrn Kübler ein eigenes Unternehmen gegründet mit dem Namen LOOK!
Dr. Rosi Bissinger
Da ein gesteigerter suizidaler Erythrozytentod (Eryptose) eine wesentliche Ursache für eine Anämie verschiedener Erkrankungen (u.a. Niereninsuffizienz, Sichelzellanämie, Sepsis) ist, ist es zwingend notwendig, diese gesteigerte Eryptose therapeutisch zu inhibieren. Im Rahmen der Förderung durch den Innovation Grant konnte Frau Bissinger jeweils drei inhibierende Substanzen identifizieren, die bei Niereninsuffizienz und Sichelzellanämie wirksam sind und eine Substanz, die bei Sepsis eine mäßige Inhibierung zeigte. Ferner konnte im Tierversuch die durch gesteigerte Eryptose ausgelöste Anämie bei proteinurischer Niereninsuffizienz in einem Doxorubicin-induzierten Mausmodell nachgewiesen werden. Im Rahmen des Innovation Grants konnten zudem weitere Erkrankungen identifiziert werden, bei denen eine gesteigerte Eryptose auftritt, u.a. bei rheumatoider Arthritis. Die identifizierten Substanzen, die in vitro gegen die verschiedenen Erkrankungen wirksam sind, könnten in einem therapeutischen Ansatz die gesteigerte Eryptose bei den betroffenen Patienten reduzieren oder gar verhindern. Um das bislang sehr erfolgreiche und vielversprechende Projekt fortzuführen und weiter zu finanzieren, wurde ein DFG-Antrag für die Dauer von 3 Jahren eingeworben.
Dr. Fabian Vogt
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Therapie und Prognose einiger Krebsformen durch die Anwendung von chimärisierten und humanisierten Antikörpern deutlich verbessert. Allerdings ist der therapeutische Erfolg solcher Substanzen, vor allem bei soliden Tumoren, bis heute begrenzt. Um die Antikörpertherapie von Tumoren zu optimieren, können verschiedene Strategien angewendet werden. Eine Möglichkeit ist die Entwicklung von bispezifischen Antikörperkonstrukten. Bispezifische Antikörper besitzen eine Zielregion, welche gegen ein tumorassoziiertes Antigen wirkt, sowie eine Effektorregion zur Stimulation des T-Zell-Rezeptors. Ein solcher bispezifischer Antikörper wurde mittels eines neu generierten PSMA-Antikörperklons (10B3) zur Rekrutierung von T-Zellen, über CD3 an der Universität Tübingen, entwickelt. Dieser bispezifische Antikörper wurde hinsichtlich wesentlicher Merkmale optimiert (off-target T-Zellaktivierung, Serumhalbwertszeit). Mit Hilfe der Innovation Grant-Förderung wurden wichtige und notwendige Fragestellungen (in vivo-Modell, Pharmakokinetik, Serumhalbwertszeit) beantwortet, welche für die Zulassung einer geplanten klinischen Studie I/IIa verwendet werden sollten. Unter anderem wurde das Zytokinprofil, welches durch die Aktivierung der T-Zellen durch den bispezifischen Antikörper entsteht, näher charakterisiert und es wurde der Versuch unternommen, dieses so zu beeinflussen, dass mögliche Nebenwirkungen besser kontrolliert und der bispezifische Antikörper effektiver gestalten werden kann. Am Ende der Förderung wurden dem Paul-Ehrlich-Institut einige der so entstandenen Untersuchungsergebnisse im Rahmen eines Briefing-Books vorgelegt.
Dr. Julia Schmitt
Ziel der Förderung war die Weiterentwicklung von präklinisch evaluierten Radiopharmazeutika für die Verwendung am Menschen. Nach erfolgreicher Produktion und ausführlicher Qualitätssicherung wurde eine Herstellungserlaubnis beim Regierungspräsidium angestrebt. Zeitgleich sollte die GMP-konformen Radiotracer in den Laboratorien des Werner Siemens Imaging Centers präklinisch revalidiert werden. Zusätzlich sollte eine ausgedehnte Toxizitätsstudie in Auftrag gegeben werden. In Zusammenarbeit mit dem Zentrum für klinische Studien (ZKS) sowie dem Center for Pediatric Clinical Studies (CPCS) der Uniklinik Tübingen sollte eine klinische Phase I Studie zur Verwendung der GD2 spezifischen Radioimmunkonjugate am Patienten geplant und vorbereitet werden. Die präklinische Revalidierung, eine GMP ähnliche Produktion sowie erste Bildgebungen am Patienten konnten umgesetzt werden. Durch große Abweichungen der neu entstandenen Ergebnisse von den zuvor erhobenen Daten konnte allerdings nicht im Rahmen des Vorhabens mit der Toxizitätsprüfung und folglich auch nicht mit der Beantragung einer Herstellungserlaubnis für den neuen Tracer begonnen werden.
Dr. Florian Karlewski
Im Projekt Linienbreiten-Analysator wurde ein Instrument zur Untersuchung der spektralen Linienform von Lasern entwickelt. Das zentrale Element ist ein optischer Resonator. Damit lassen sich insbesondere die spektralen Eigenschaften schmalbandiger Laserquellen zeitlich aufgelöst messen. Diese Anforderung ist für die Entwicklung neuer laserbasierter Sensoren und im Be-reich der Quantentechnologien ausschlaggebend. Im ersten Projektjahr konnte bereits ein voll funktionsfähiger Prototyp inklusive zugehöriger Messtechnik und Software aufgebaut werden. Damit konnte die prinzipielle Funktionsfähigkeit mit den angestrebten Spezifikationen aufgezeigt werden. Optimierungspotential bestand hin-sichtlich der Robustheit gegenüber akustischen Störungen. Diese Freistrahlvariante wurde im zweiten Projektjahr in vielerlei Hinsicht optimiert, besonders wurde die Robustheit gegen akustische Störungen verbessert, eine rauscharme Elektronik und die Kompaktheit des Systems weiterentwickelt. Letztlich wurde ein Prototyp fertiggestellt, der den Startpunkt für eine Produktentwicklung durch eine Firma geboten hat. In Zusammenarbeit mit dem Technologietransfer wurde die Technologie an die Firma HighFinesse GmbH lizensiert, in der Herr Karlewski im Anschluss an den Innovation Grant angestellt wurde.
Dr. Sascha Venturelli
Basis für die erfolgreiche Beantragung des Innovation Grants war die Identifizierung und Charakterisierung der beiden Hopfeninhaltsstoffe 6- und 8- Prenylnaringenin (PN) als klinisch interessante onkologische Wirkstoffe sowie als immunstimulierende Nahrungsergänzungsmittel. Zunächst lag der Fokus auf der Herstellung und Evaluierung von 6-PN bzw. 8-PN Nano-Mizellen zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit, der Testung der Wirkstoffe an primären Tumorgeweben sowie der Etablierung einer dermatologischen Formulierung und Vorbereitung einer klinischen Studie. Im weiteren Förderverlauf wurde das Augenmerk auf die Humanstudie und damit verbunden auf die Auslizensierung sowie auf die Akquise von Anschlussförderungen gelegt. Es wurden im Rahmen dieses Projektes zwei umfassende Patentanmeldungen beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht. Inzwischen leitet Herr Venturelli das Fachgebiet für Biochemie der Ernährung an einer renommierten Universität
Dr. Simon Lehle
DNA-Schäden spielen bei der Entstehung zahlreicher Erkrankungen, aber auch bei anderen körperlichen Prozessen wie Zellteilung, Energiestoffwechsel und Alterung eine wichtige Rolle. Die Erfassung von DNA-Schadensentstehung und Reparatur der genomischen Läsionen ist für eine bessere Erforschung der zugrundeliegenden Zusammenhänge vieler pathogener Entwicklungen entscheidend.
Gegenstand des Projektes war der sogenannte Long-Run DNA Damage Quantification (LORD-Q) -Assay, welcher die Erfassung und präzise Quantifizierung von DNA-Schäden in menschlichen oder Maus-Zellen ermöglicht. Diese Technik bedient sich der real-time PCR-Methode. Während der ursprüngliche Assay für eine manuelle Probengenerierung, -aufarbeitung und LORD-Q-Analyse entwickelt wurde, zeigte sich im Dialog mit Kooperationspartnern und potentiellen Kunden, dass eine High-Throughput-Screening-fähige Version wünschenswert wäre. Das führte zur Entwicklung der Crude Cell Extract (CCE)-LORD-Q-Variante, bei welcher die aufwendige DNA-Isolation durch eine Lyse der jeweiligen Zellpellets und anschließender Inaktivierung der beteiligten Faktoren ersetzt wurde. Das LORD-Q-Verfahren wurde im Dezember 2012 zum Deutschen Patent angemeldet. 2013 wurde eine internationale PCT-Nachmeldung eingereicht. Mittels der „DNA Damage and Repair Service Unit“ des Universitätsklinikums wird das Assay in der Auftragsforschung für akademische und industrielle Kooperationspartner bzw. Kunden zur Verfügung gestellt, welche seit Januar 2014 aktiv ist. Herr Lehle wurde während der Förderphase von der pharmazeutischen Industrie erfolgreich abgeworben.
Dr. Christina Schmalz
Zur Sicherstellung der hygienischen Sicherheit in Schwimmbädern ist eine Desinfektion des Wassers mit Chlor unumgänglich. Chlor kann mit Wasserinhaltsstoffen, die über das Füllwasser oder den Badegast in das System eingebracht werden, zu unerwünschten und zum Teil toxikologisch relevanten Desinfektionsnebenprodukten wie zum Beispiel Trichloramin reagieren. Epidemiologische Studien zeigen Korrelationen von Schwimmbadbesuchen und dem Risiko für Atemwegserkrankungen. Trichloramin, eine instabile, reizende, flüchtige und typisch nach Schwimmbad riechende Verbindung, wird als Ursache diskutiert. Daher wurde vom Umweltbundesamt vorgeschlagen, Grenzwerte für diese Substanz festzulegen, wodurch einfach anwendbare und verlässliche Messmethoden nötig werden, mit denen die Konzentration von Tricholramin in der Hallenbadluft bestimmt werden kann.
Das Ziel des Projektes war, für Trichloramin eine einfache, sichere und schnell ansprechende Messmethode für die quantitative und kontinuierliche Analytik von Luftproben zu entwickeln. Dazu wurde die Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) als Sensor für den Feldeinsatz und zum Online-Monitoring in Hallenbadluft optimiert
Parallel erfolgte ein Austausch mit Partnern aus der Wirtschaft wie einer Sensorfirma und einem Planungsbüro für Schwimmbad- und Lüftungstechnik. Frau Schmalz ist im Anschluss an die Förderung erfolgreich von einem Firmenpartner akquiriert worden.
