Die bunte Welt der Biotechnologie

Die Biotechnica ist Europas größte Fachmesse für Innovationen aus Nahrungsmittelproduktion, Medizintechnik und industrieller Biotechnologie. Vom 8. bis 10. Oktober 2013 präsentierten Aussteller in Hannover ihre Erfindungen. Sie sollen das Essen sicherer, die Medizin effizienter und die Menschen gesünder machen. Wir stellen einige Beispiele vor.

Der Preis der Messe, der Biotechnica Award, ging an das hessische Unternehmen BRAIN AG. Es nutzt Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, um daraus Enzyme - also natürliche Eiweißwirkstoffe - herzustellen. Wichtigster Schatz des Unternehmens ist seine "Bibliothek", in der tiefgekühlte Mikroorganismen lagern. Daraus lassen sich Millionen unterschiedliche Enzyme gewinnen.

Forscherinnen von BRAIN betrachten eine Platte mit Nährstofflösung. Darauf wachsen die Mikroorganismen. Sie wollen wissen, welche Organismen die gewünschten Enzyme bilden können. Die Platte ist in ein Raster eingeteilt. Ähnlich wie beim Spiel "Schiffe-Versenken" suchen die Forscher so lange, bis sich die gewünschte Wirkung zeigt.

Das biotechnologische "Schiffe-Versenken" ist mühsam und dauert sehr lange. Tausende Proben müssen die Forscher systematisch durchsuchen. Es gibt zehntausende Mikroorganismen und Millionen Gene, die für die Forscher interessant sind. Bei der Suche nach der Nadel im Heuhaufen helfen Roboter.

Eine Wand mit kleinen runden Fenstern trennt den Roboter von den Forschern. Die Maschine steht in einem wohltemperierten, abgeschlossenen Raum - einem Inkubator. In diesem Brutkasten geht es den Bakterien und Pilzen gut. Die Umweltbedingungen sind immer gleich. Das ist wichtig, damit die Proben vergleichbar bleiben.

In diesem Fermenter entfalten ausgewählte Mikroorganismen ihre Wirkung: Enzyme entstehen. Anschließend untersuchen die Forscher, welche Enzyme zum Beispiel optimal für Waschmittel sind, die mit kaltem Wasser waschen sollen. War der Test in der 3000-Liter-Anlage erfolgreich, geht es in die industrielle Produktion. Die ist dann noch viel größer.

Auf der Biotechnica ebenfalls zu sehen: dieser Druckkopf. Er funktioniert wie ein Tintenstrahldrucker, aber kann Organe ausdrucken. Forscher des Fraunhofer IGB in Stuttgart haben ihn mit Biotinte aus lebenden Zellen gefüllt. Die Tinte kann mal wie feste Knorpelmasse wirken, mal wie weiches Fettgewebe. Als nächstes gilt es, Gewebe mit Blutgefäßen im Inneren zu entwickeln.

Insulin, Antikörper für Impfstoffe und Enzyme für Waschmittel lassen sich in großem Maßstab in Bioreaktoren des Fraunhofer IBMT erzeugen - ganz ohne Zellen. Bisher wurden diese Stoffe in Zellkulturen gezüchtet. Aber es gibt Eiweiße, die sich in Zellen nicht herstellen lassen, weil sie für die Zellen giftig sind. Doch gerade die sind interessant für die Krebsbekämpfung.

Auch gut gegen Tumore: Personalisierte Medizin, also maßgeschneiderte Medikamente. Die Firma Therapy Select entwickelt dafür Diagnosemethoden. Sie will herausfinden, welche Chemotherapeutika gut gegen Krebszellen wirken, wie etwa gegen diese Mikrotumore, die einem Patienten entnommen wurden. So kann man es sich sparen, unwirksame Mittel zu verabreichen.

Dieses Gerät macht die Diagnose der Chemotherapeutika schneller. So kommt sie auch mehr Patienten zugute. Das DiagnoSYS, entwickelt am Fraunhofer IPA, zerkleinert die Gewebeproben der Patienten und verarbeitet sie mit Enzymen. All das wurde bisher per Hand durchgeführt. Das neue System arbeitet völlig steril und ist somit weniger störanfällig.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung nutzt Eiweiß-Nanopartikel, um das Krebsmedikament Doxorubicin zu den Tumorzellen zu bringen. So kommt es genau dorthin, wo es gebraucht wird. Hinterher zersetzt der Körper die 200 Nanometer kleinen Teilchen auf natürliche Weise.