Unser Produkt
Ein fehlendes Puzzleteil in der Life-Science-Forschung
In den letzten 100 Jahren hat sich die Verteilung der Todesursachen erheblich verändert. Während früher Infektionskrankheiten die vorherrschende Ursache waren, sind es heute nichtübertragbare Krankheiten, die den Großteil ausmachen. Dabei spielen Stoffwechselerkrankungen eine zentrale Rolle. Der Zellstoffwechsel hat sich als ein entscheidender biologischer Prozess herausgestellt, der die Entstehung und das Fortschreiten von Krankheiten sowie das Ansprechen auf Therapien und deren Wirksamkeit beeinflusst. Diese Lücke zwischen biologischer Relevanz und analytischer Leistungsfähigkeit, die durch den roten Stern in der Mitte der drei Kreise gekennzeichnet ist, stellt eine strukturelle Einschränkung in der modernen Life-Science-Forschung dar. Sie reduziert den experimentellen Durchsatz, erhöht die Kosten, verringert die Reproduzierbarkeit und trägt zu einer ineffizienten Ressourcennutzung bei. Bestehende Ansätze weisen erhebliche Einschränkungen auf, darunter zeitliche Verzögerungen, die Abhängigkeit von Tierversuchen, die Unmöglichkeit, Messungen in Zellkulturen durchzuführen, die indirekte Ableitung der Stoffwechselaktivität, extraktive Methoden sowie fehlende Hochdurchsatzkapazitäten. Infolgedessen besteht eine klare Marktlücke für Technologien, die eine direkte Verfolgung der Nährstoffstoffe entlang des TCA-Zyklus ermöglichen. Wir begreifen unser Produkt als fehlendes Puzzleteil, das diese Lücke schließt. Denn außer der Tiresias-Plattform gibt es derzeit keine Lösung, mit der sich direkt bestimmen lässt, welcher Nährstoff von einer Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt verstoffwechselt wird.
The missing piece of the puzzle in life sciences research
Over the past 100 years, the distribution of causes of death has changed significantly. Whereas infectious diseases were once the dominant cause, non-communicable diseases now account for the majority, with metabolic disorders playing a central role. Cellular metabolism has emerged as a critical biological process that influences the onset and progression of disease, as well as therapeutic response and efficacy. The gap between biological relevance and analytical capability, represented by the red star at the center of the three circles, constitutes a structural limitation in modern life sciences research. It constrains experimental throughput, increases costs, reduces reproducibility, and contributes to inefficient resource utilization. Existing approaches face substantial limitations, including time delays, reliance on animal testing, the inability to perform measurements in cell cultures, indirect inference of metabolic activity, extractive methods, and a lack of high-throughput capacity. As a result, there is a clear market need for technologies that enable direct tracking of nutrient metabolism along the TCA cycle. We view our product as the missing piece that closes this gap. Currently, aside from the Tiresias platform, there is no solution that can directly determine which nutrient a cell is metabolizing at a given point in time.
Unser Werteversprechen
Die Grundlage
Die Erkenntnisse, wie Zellen auf Nährstoffebene Energie erzeugen, sind mit bestehenden Technologien nicht zugänglich. Aktuelle Messverfahren können zwar die Gesamtatmung messen, lassen jedoch nicht erkennen, welche Nährstoffe (Kohlenhydrate, Fette oder Proteine) die Zellen tatsächlich zur Energiegewinnung nutzen. Dieser blinde Fleck hat die Forschung bisher darin eingeschränkt, Stoffwechselregulation, Krankheitsmechanismen und Arzneimittelwirkungen zu verstehen. Tiresias schließt diese Lücke, indem es eine dynamische Echtzeitmessung der Nährstoffverwertung bei der Zellatmung ermöglicht. Zum ersten Mal können Forschende dadurch die Nährstoffverwertung direkt mit zellulären Prozessen verknüpfen. Durch die genaue und reproduzierbare Kartierung des Nährstoffflusses in lebenden Zellen ermöglicht Tiresias Forschenden, Stoffwechselveränderungen bereits in frühen Phasen präklinischer Studien zu erkennen, bevor kostspielige klinische Fehlschläge auftreten. Dadurch liefert Tiresias tiefere Einblicke, eine verbesserte Validierung von Wirkstoffzielen und eine höhere translationale Relevanz, was es zu einer bahnbrechenden Technologie für die Forschung an Stoffwechselerkrankungen macht.
Die Anwendung
Aktuelle Technologien bieten nur Teillösungen, sodass Forschende zwischen indirekten Messwerten, diskontinuierlichen oder Endpunktmessungen wählen müssen. Infolgedessen sind Experimente oft komplex, zeitaufwendig und schwer reproduzierbar. Tiresias bietet einen einzigartig effizienten und reproduzierbaren Arbeitsablauf für die Stoffwechselforschung, indem es Echtzeitmessung, kontinuierliche Überwachung und direkte CO₂-basierte Analyse auf einer einzigen Plattform vereint. Im Gegensatz zu bestehenden Lösungen arbeitet die Lösung von Gaia Isotopic direkt in lebenden Zellkulturen während der Verabreichung von Wirkstoffen, ohne dass Experimente unterbrochen oder neu gestartet werden müssen. Diese integrierte Fähigkeit war bislang in keinem einzigen Produkt verfügbar. Durch die Zusammenführung dieser Funktionen in einer einzigen Plattform vereinfacht Tiresias das Versuchsdesign, verkürzt die Versuchsdauer und reduziert den manuellen Arbeitsaufwand. Der optimierte Arbeitsablauf verbessert die Datenkonsistenz und Reproduzierbarkeit, senkt gleichzeitig die Betriebskosten und beschleunigt den Forschungsfortschritt.
Nachhaltigkeit
Die Tiresias Plattform setzt Nachhaltigkeit als zentrales Prinzip um. Zur Senkung von Umwelt- und Sicherheitsrisiken nutzt sie anstelle radioaktiver Stoffe stabile Isotope, die mit Standardlaborverfahren kompatibel und leicht erhältlich sind. Gleichzeitig tragen energieeffiziente Elektronik sowie miniaturisierte Sensoren dazu bei, den Ressourcenverbrauch zu reduzieren und betriebliche Laborkosten zu senken. Durch die Echtzeitmessungen wird zudem die Anzahl der notwendigen Experimente minimiert. So entstehen weniger Abfälle und die Forschung wird ethischer und effizienter. Durch die Möglichkeit, Experimente auf Zellebene durchzuführen, trägt die Plattform zur Reduzierung von Tierversuchen bei. Dadurch erfüllt sie insgesamt zentrale Anforderungen moderner Forschungsstandards und steht im Einklang mit ESG-Kriterien, den Zielen des EU Green Deal sowie dem 3R-Prinzip. Darüber hinaus adressiert unsere Innovation auch die Nachhaltigkeitsziele der Bundesregierung (SDG). Sie verbessert Prävention und Früherkennung (3), etabliert umweltfreundliche Produktions- und Nutzungsstrategien (9) und stärkt die Innovationskraft von Forschungseinrichtungen in Deutschland (12).
Tiresias Plattform
Das System integriert vier eng miteinander verbundene Komponenten: (1) ein isotopenselektives Sensormodul, das mit dem Isotop 13C markierte 13CO₂ von dem in der Natur reichlich vorhandenen 12CO₂ unterscheiden kann, (2) rauscharme eingebettete Elektronik, die für kontinuierliche Echtzeitmessungen optimiert ist, (3) proprietäre Firmware und Algorithmen für die Signalverarbeitung, Kalibrierung und Driftkorrektur sowie (4) eine grafische Benutzeroberfläche, die eine intuitive Bedienung ohne spezielle Schulung ermöglicht. Tiresias ist für den direkten Einsatz in einem Standard-Workflow mit 6-Well-Zellkulturplatten konzipiert. Messungen können vor Ort durchgeführt werden, ohne dass eine aufwendige Probenvorbereitung oder externe Analysegeräte erforderlich sind.
So messen wir, wie Zellen atmen
Die Tiresias Plattform ist ein kompaktes Analysegerät, das den Anteil der CO₂-Produktion aus einem verstoffwechselten Nährstoff im Verhältnis zur gesamten Zellatmung bestimmt.
Zellen verstoffwechseln Nährstoffe, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen. Wenn die Nährstoffe in Energie umgewandelt werden, wird Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxid (CO₂) als Abfallprodukt freigesetzt. Der Tricarbonsäurezyklus (TCA-Zyklus) ist ein zentraler Knotenpunkt im Zellstoffwechsel, an dem diese Nährstoffe verarbeitet und miteinander verknüpft werden. Bei diesem Prozess entstehen Zwischenprodukte, die in der Atmungskette genutzt werden, sowie direkt nutzbare Energie. Gleichzeitig liefert der Kreislauf wichtige Zwischenprodukte für die Synthese von Zellbestandteilen und anderen Biomolekülen. Da Kohlendioxid ein direktes Produkt dieser Stoffwechselprozesse ist, ist die Messung dieses Gases ein wichtiger Schritt zum Verständnis des Zellstoffwechsels.
Zur direkten Nachverfolgung der Nährstoffe in diesem Zyklus werden den Zellen Nährstoffe gegeben, die mit einem stabilen Isotop des Kohlenstoffatoms markiert sind. Dies ermöglicht die direkte Quantifizierung unterscheidbarer CO₂-Moleküle und die eindeutige Identifizierung der bei der Zellatmung verwendeten Nährstoffquellen. Durch die direkte Messung des markierten Stoffwechseloutputs anstelle indirekter Messgrößen liefert Tiresias direkte Einblicke in die Zellatmung und die Aktivität der Stoffwechselwege.
How we measure cellular respiration
The Tiresias platform is a compact analytical device that determines the fraction of CO₂ production derived from a metabolized nutrient relative to total cellular respiration.
Cells metabolize nutrients that are primarily carbon-based. When nutrients are converted into energy, oxygen is consumed and carbon dioxide (CO₂) is released as a byproduct. The tricarboxylic acid (TCA) cycle is a central hub in cellular metabolism where these nutrients are processed and interconnected. During this process, intermediates are generated that feed into the electron transport chain to produce usable energy. At the same time, the cycle provides key intermediates for the synthesis of cellular components and other biomolecules. Because carbon dioxide is a direct product of these metabolic processes, measuring this gas is an important step in understanding cellular metabolism.
To directly track nutrients within this cycle, cells are supplied with nutrients labeled with a stable carbon isotope. This enables the direct quantification of distinguishable CO₂ molecules and the unambiguous identification of the nutrient sources used in cellular respiration. By directly measuring labeled metabolic output instead of relying on indirect readouts, Tiresias provides direct insights into cellular respiration and metabolic pathway activity.
