Molekulare Technik – Die Fähigkeit, die Eigenschaften von Materialien durch die gezielte Veränderung einzelner Moleküle zu beeinflussen, ist faszinierend und längst Realität. Was zuvor wie Science-Fiction klang, ist bereits Teil unseres Alltags. Ob es um die Herstellung von antimikrobiellen Oberflächen mittels antibakterieller Peptide oder Silbernanopartikel, die Entwicklung von organischen Leuchtdioden (OLEDs) oder die Optimierung von Kosmetikprodukten durch kleine Moleküle zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften geht – das Molekulare Engineering hat ein breites Anwendungsspektrum. Auch im Bereich der 3R-Forschung spielt das Molekulare Engineering eine wichtige Rolle. Die molekulare Struktur von Arzneimitteln und Impfstoffen kann gezielt verändert werden, um den Wirkmechanismus anzupassen, die Wirksamkeit zu erhöhen und Nebenwirkungen zu minimieren. Dadurch kann die Anzahl von Versuchstieren in präklinischen Studien reduziert werden.

Auf zellulärer Ebene ist molekulares Engineering von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Krankheitsmodellen. Seitdem die „Genschere“ CRISPR/Cas eingeführt wurde, hat es noch mehr an Bedeutung gewonnen. Das CRISPR/Cas-System ermöglicht eine effiziente Veränderung der Genome von Organismen und bietet die Möglichkeit zelluläre Krankheitsmodelle zu schaffen, indem es pathologische Bedingungen induziert. Dank der ständig steigenden Effizienz der molekularbiologischen Modifikationsmethoden können nun auch komplexe Systeme wie Organoid-Fragmente bearbeitet werden. Diese Technologie erlaubt nicht nur die induzierte Erkrankung, sondern auch die Untersuchung von pathologischen Bedingungen innerhalb einer komplexen zellulären Umgebung. Die sich daraus ergebenden komplexen Krankheitsmodelle können genutzt werden, um den Verlauf von Krankheiten auf zellulärer Ebene zu untersuchen, sowie mögliche Therapien zu erforschen. Deshalb sind Modelle von Krankheiten, die auf Veränderungen im Genom basieren, eine zentrale Komponente zur Einsparung von Tierversuchen.