{"id":358099,"date":"2022-03-07T06:00:00","date_gmt":"2022-03-07T05:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=358099"},"modified":"2022-03-07T06:00:00","modified_gmt":"2022-03-07T05:00:00","slug":"dank-schwer-zu-zuechtendem-mikroorganismus-tabletten-statt-spritzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/dank-schwer-zu-zuechtendem-mikroorganismus-tabletten-statt-spritzen\/","title":{"rendered":"Dank schwer zu z\u00fcchtendem Mikroorganismus: Tabletten statt Spritzen"},"content":{"rendered":"\n

Lange Zeit wurde es haupts\u00e4chlich als Modellsystem f\u00fcr die Grundlagenforschung genutzt – das Archaeon Sulfolobus acidocaldarius.<\/em> Es z\u00e4hlt zu den extremophilen Mikroorganismen, die sich bei extrem hei\u00dfen und sauren Bedingungen wohlf\u00fchlen und kann eine \u00e4u\u00dferst wertvolle nat\u00fcrliche Ressource sein. Dr. Julian Quehenberger, CTO beim TU Wien<\/a> Spin-off NovoArc<\/a><\/em>, erforschte den Mikroorganismus in seiner Dissertation bei Professor Oliver Spadiut an der TU Wien<\/em> und kam so auf die Idee, diesen f\u00fcr industrielle Zwecke zu nutzen. 2021 gr\u00fcndeten Quehenberger und Spadiut gemeinsam mit Dr. David Wurm das Biotech-Unternehmen NovoArc<\/em> und schafften es mit einer Spin-off Fellowship F\u00f6rderung<\/em> <\/a>der \u00d6sterreichischen Forschungsf\u00f6rderungsgesellschaft (FFG)<\/a>,<\/em> die Idee zu kommerzialisieren. CEO David Wurm im Interview mit Innovation Origins<\/em>:<\/p>\n\n\n\n

Was ist das Problem an Spritzen?<\/h3>\n\n\n\n

Der Grund, warum viele Wirkstoffe gespritzt werden m\u00fcssen, ist deren Instabilit\u00e4t im Magen und die schlechte Aufnahme im K\u00f6rper nach oraler Gabe. Derzeit werden chemische Beschichtungen eingesetzt, um den Wirkstoff im Magen zu sch\u00fctzen. Diese nehmen aber oft einen gro\u00dfen Teil der gesamten Tablette ein und die dabei eingesetzten Stoffe werden von den Beh\u00f6rden teilweise sehr kritisch gesehen. Au\u00dferdem werden Wirkstoffe mit einer schlechten Bioverf\u00fcgbarkeit oft \u00fcberdosiert an Patienten verabreicht, damit eine ausreichende Menge vom K\u00f6rper aufgenommen wird. Das f\u00fchrt zu starken Nebenwirkungen, wie zum Beispiel bei Antibiotika, bei denen es zur Zerst\u00f6rung der Darmflora kommen kann. Auch das aquatische \u00d6kosystem wird dadurch stark belastet. So kommt es etwa aufgrund der ausgeschiedenen Hormone der Antibabypille zu Unfruchtbarkeit von Fischen.<\/p>\n\n\n\n

\nhttps:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KG9_OWN68bc\n<\/div>
Erkl\u00e4rungsvideo (c) NovoArc<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Welche L\u00f6sung bietet der Mikroorganismus f\u00fcr dieses Problem?<\/h3>\n\n\n\n

Wir verwenden eine biologische H\u00fclle aus Lipiden  – sogenannte Liposome – um unterschiedliche Wirkstoffe vor Abbau im Magen zu sch\u00fctzen und die Aufnahme im Darm zu erh\u00f6hen. Die Lipide stammen aus der Zellmembran des extremophilen Mikroorganismus und dienen ihm als biologische Barriere gegen die harschen Umgebungsbedingungen in seinem nat\u00fcrlichen Lebensraum. Die Verwendung dieser Lipide wurde bereits vor einigen Jahren etabliert und in zahlreichen in vivo<\/em> Studien erfolgreich f\u00fcr die Verabreichung von Insulin, Antibiotika, Krebstherapeutika und anderen Stoffen getestet. Der Grund, warum es noch keine Produkte mit dieser Technologie am Markt gibt, ist die Verf\u00fcgbarkeit der daf\u00fcr ben\u00f6tigten Lipide. Diese konnten bislang nicht in ausreichender Qualit\u00e4t und Quantit\u00e4t produziert werden. Uns ist es in jahrelanger Forschung gelungen, einen Produktionsprozess zu etablieren, der dieses Problem l\u00f6st, wodurch die Technologie im pharmazeutischen Sektor nun endlich Anwendung finden kann.<\/p>\n\n\n\n

Auch interessant<\/strong>: Bierhefe Saccharomyces cerevisiae Mikrobe des Jahres 2022<\/a><\/p>\n\n\n\n

Wie ist diese Innovation im Forschungsumfeld einzureihen?<\/h3>\n\n\n\n

Es gibt derzeit unterschiedliche Ans\u00e4tze, Spritzen durch Tabletten zu ersetzen, die jedoch immer auch eine Reihe von Nachteilen mit sich bringen. Dabei ist das Thema extrem wichtig. Denn mehr als 20 Prozent der gesamten Bev\u00f6lkerung hat Angst vor Spritzen und viele Menschen werden beim Verabreichen von Spritzen sogar kurzzeitig ohnm\u00e4chtig.<\/p>\n\n\n\n

In F&E: Was war die Herausforderung? <\/h3>\n\n\n\n

Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung war die Entwicklung eines definierten Produktionsprozesses f\u00fcr die ben\u00f6tigten Lipide. Wir stellen diese Stoffe \u00fcber einen biotechnologischen Prozess mithilfe von Archaeen her. Diese Archaeen wachsen in der Natur sehr langsam und ben\u00f6tigen sehr komplexe Bedingungen. Sie in einer definierten und kontrollierten Laboratmosph\u00e4re reproduzierbar und skalierbar zu kultivieren, war keine einfache Aufgabe. Hier ist uns unser Know-how aus der Bioprozessentwicklung und die langj\u00e4hrige Erfahrung im Bereich pharmazeutischer Produktionsprozesse zugute gekommen.<\/p>\n\n\n\n

Inwieweit ist das Produkt schon marktf\u00e4hig? <\/h3>\n\n\n\n

Der pharmazeutische Markt ist sehr tr\u00e4ge ist und darum freut es uns umso mehr, dass wir bereits einige Kooperationen mit pharmazeutischen Firmen haben und unser Produkt auch schon an diese verkauft haben. Da wir ein innovationsgetriebenes Unternehmen sind, m\u00f6chten wir unser Produkt st\u00e4ndig weiterentwickeln. Derzeit arbeiten wir an speziellen Lipidmischungen, die wir an bestimmte Wirkstoffe anpassen. Dar\u00fcber hinaus  m\u00f6chten wir neben dem Feld der oralen Verabreichung von Wirkstoffen auch in jenes der dermalen und nasalen Gabe von Wirkstoffen einsteigen.<\/p>\n\n\n\n

\"Mikroorganismus,
Team NovoArc (von links): Julian Quehenberger, David Wurm, Oliver Spadiut (c) NovoArc<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wie k\u00f6nnen wir uns Ihr Gesch\u00e4ftsmodell vorstellen?<\/h3>\n\n\n\n

Unser Kerngesch\u00e4ft ist der Verkauf von Lipid-Mischungen und Lipid-Reinfraktionen sein. Bevor wir unsere Produkte an Kunden verkaufen, machen wir oft bezahlte Proof- of-Concept<\/em> Studien mit pharmazeutischen Firmen, um zu zeigen, dass sich deren Wirkstoffe in unsere Liposomen verpacken lassen. Au\u00dferdem m\u00fcssen die Liposomen physikochemisch, in vitro<\/em> oder in vivo <\/em>charakterisiert werden. Wenn diese erste Studie erfolgreich ist, wird der Prozess in einer Proof-of-Process<\/em> Studie optimiert und es werden weitere Daten generiert, um besser absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen, wieviel Wirkstoff in welcher Zeit vom K\u00f6rper aufgenommen wird. Danach produzieren wir die Lipide f\u00fcr klinische Studien – und im letzten Schritt f\u00fcr den pharmazeutischen Markt. Den Enkapsulierungsschritt der Wirkstoffe transferieren wir entweder an den pharmazeutischen Partner oder f\u00fchren ihn gemeinsam mit einer etablierten Formulierungsfirma durch, wie zum Beispiel Polymun<\/a><\/em>, mit der wir bereits in Kontakt sind.<\/p>\n\n\n\n

Inwieweit ist das Produkt umweltfreundlich? <\/h3>\n\n\n\n

Ein zus\u00e4tzlicher gro\u00dfer Vorteil unserer Technologie ist die stabilisierende Wirkung unserer Lipide auf die Wirkstoffe w\u00e4hrend der Lagerung. Normalerweise m\u00fcssen viele Wirkstoffe bei bis zu minus 70 Grad Celsius gelagert werden. Dies ist mit hohen Kosten, einem gro\u00dfen logistischen Aufwand und hohem Energieaufwand verbunden. Durch unsere Lipide soll die Lagerung von vielen Wirkstoffen bei Raumtemperatur m\u00f6glich sein. Das wiederum senkt den CO2<\/sub>-Fu\u00dfabdruck deutlich! Auch wird es somit m\u00f6glich sein, Personen in abgelegenen Gebieten medizinisch zu versorgen.<\/p>\n\n\n\n

Sie planen den Mikroorganismus auch f\u00fcr die Produktion von gr\u00fcnem Wasserstoff einzusetzen?<\/h3>\n\n\n\n

Wir wollen die stabilen Lipide von Sulfolobus<\/em> auch verwenden, um neuartige Minikraftwerke f\u00fcr die Produktion von gr\u00fcnem Wasserstoff (H2<\/sub>) zu entwickeln. H2<\/sub> ist ein kohlenstofffreier, alternativer Energietr\u00e4ger und wird als nachhaltiger Brennstoff der Zukunft gehandelt. Das liegt nicht zuletzt an dessen hoher gravimetrischer Energiedichte. (Anmerkung: diese beschreibt, wie viel Energie pro Gewicht (Masse) eines Rohstoffes gespeichert ist).<\/p>\n\n\n\n

Der Hauptteil des heute eingesetzten H2<\/sub> wird jedoch aus nicht erneuerbaren Quellen, wie Erdgas oder Kohle gewonnen. Nur ein kleiner Anteil von rund 4 Prozent wird aus Wasser durch Elektrolyse hergestellt. Nachhaltig ist die Elektrolyse aber nur, wenn der ben\u00f6tigte Strom aus erneuerbaren Energiequellen, wie zum Beispiel Wind oder Sonnenenergie stammt \u2013 und dass trifft erst bei 5 Prozent zu. Neuartige und nachhaltige Methoden f\u00fcr die Produktion von gr\u00fcnem H2<\/sub> sind also \u00e4u\u00dferst gefragt.<\/p>\n\n\n\n

Ein m\u00f6gliches gr\u00fcnes Verfahren zur Gewinnung von Energie beziehungsweise von Wasserstoff ist die halbk\u00fcnstliche Photosynthese. Bei dieser werden die f\u00fcr die Photosynthese zust\u00e4ndigen Enzyme aus Pflanzen oder Mikroorganismen in photoelektrochemischen Zellen genutzt. Diese Enzyme sind in ihrer nat\u00fcrlichen Umgebung in Membrane eingebettet. Wenn man sie effizient f\u00fcr l\u00e4ngere Zeit nutzen will, muss man sie in eine solche Umgebung einbetten, um sie zu stabilisieren. K\u00fcrzlich wurden diese Enzyme erfolgreich in konventionelle Liposome eingebaut \u2013 dies diente jedoch einer rein grundlagenwissenschaftlichen Fragestellung. Konventionelle Lipide sind n\u00e4mlich nicht stabil genug sind, um die hohen Temperaturen und dem produzierten Sauerstoff \u2013 Bedingungen bei der Photosynthese \u2013 standzuhalten.<\/p>\n\n\n\n

Wir wollen gr\u00fcnen H2<\/sub> nachhaltig aus Licht und Wasser in stabilen Minikraftwerken produzieren. Dazu werden wir die photoaktiven Bausteine in CO2<\/sub>-negativen Prozessen biotechnologisch gewinnen und in NovoArcs stabile Lipide verpacken. Einen entsprechenden FFG Projekt-Antrag werden wir in 2022 einreichen.<\/p>\n\n\n\n

Auch interessant<\/strong>: Hefen als alternative Eiwei\u00dfquelle f\u00fcr Tierfutter<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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