Weiter auf Wachstumskurs

Die Biotech-Branche im Norden Deutschlands

In diesem Artikel sollen die aktuellen Biotech-Aktivitäten der Bundesländer Hamburg und Schleswig-Holstein beleuchtet werden. Im Mittelpunkt des Berichts stehen die Verbesserung der Wundheilung sowie die Aufklärung der Molekülstruktur des Tuberkulose-Bakteriums.

Die internationale Kooperation auf dem noch relativ jungen Gebiet der Biotechnologie kommt voran: Das Biotech-Unternehmen Evotec AG, Hamburg, das sich vor einiger Zeit von seinen Verlustbringern trennte, geht nun eine Kooperation mit der Harvard University, Cambridge, Mass., auf dem Gebiet der antibakteriellen Wirkstoffe ein. Im Mittelpunkt stehen Wirkstoffe, die bei der Biosynthese bakterieller Zellwände eine ausschlaggebende Rolle spielen. Auf diesem Spezialgebiet hält die US-Universität bereits mehrere Patente auf diesbezügliche technologische Verfahren und chemische Ausgangsstoffe, die nun gemeinsam von Wissenschaftlern der beiden Länder untersucht werden sollen. Konkret geht es um niedermolekulare Verbindungen, die als Hemmstoffe dieser bakteriellen Zellwandsynthese identifiziert und optimiert werden sollen. Ziel ist es, mithilfe der neuen Erkenntnisse eine neue Klasse von Antibiotika hervorzubringen. Die Evotec AG wird hierbei ihre breiten Kenntnisse und Erfahrungen bei der Entwicklung antibakterieller Zielmoleküle einbringen. Vielversprechende chemische Ausgangsstoffe mit speziellen biologischen und strukturbezogenen Techniken werden mit umfassenden Kenntnissen in der Medizinalchemie verknüpft. Hervorzuheben ist, dass Evotec die Rechte an der Vermarktung der Forschungsergebnisse erhält.

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Dr. Werner Lanthaler, Vorstandsvorsitzender der Evotec AG, begrüßte die neue überseeische Partnerschaft auf dem Gebiet der antibakteriellen Wirkstoffe. Letztere werden immer dringender benötigt, weil sie sich einerseits noch im Stadium der wissenschaftlichen Erprobung befinden und somit noch nicht verfügbar sind, und andererseits sich immer mehr neue Resistenzen gegen die bereits existierenden und eingesetzten Wirkstoffe entwickeln. „Der Mangel an neuen antibakteriellen Wirkstoffen wird zunehmend als ein Gebiet mit erheblichem medizinischen Bedarf erkannt“, äußerte Dr. Lanthaler.

Zelltechnik kann Wundheilung verbessern
Schweißdrüsen, die in der Größenordnung von 2...3 Mio. in kleinen Knäueldrüsen gebildet werden, befinden sich in der Lederhaut unter der Oberhaut (Epidermis), und der Schweiß wird von dieser über Poren ausgeschieden. Der Schweiß dient der Regulierung des Wärmehaushalts im Körper. Die ekkrinen Schweißdrüsen sind rund 0,4 mm dick und über den ganzen Körper verteilt, die apokrinen Schweißdrüsen dagegen sind geruchsstark und kommen bei einer Größe von 3...5 mm vor allem in den Achselhöhlen, Brustwarzen, im Genital- und perianalen Bereich vor. Die apokrinen Schweißdrüsen treten erst ab der Pubertät in Aktion. Das Schweißsekret wird vor allem durch emotionale Reize (Angst, Erregung, Wut) ausgelöst. Ekkrine Schweißdrüsen befinden sich in großer Zahl an Handflächen, Fußsohlen und Stirn. Mit 600 pro cm² sind sie am häufigsten an den Fußsohlen zu finden. Die Schweißdrüsen sorgen dafür, dass die Körpertemperatur reguliert und Krankheitserreger abgewehrt werden. Wissenschaftler der Fraunhofer EMB (Fraunhofer-Einrichtung für marine Biotechnologie), Lübeck, entwickelten kürzlich ein Verfahren, das in Tierversuchen bei Mäusen sich bereits als wirkungsmächtig erwies. Sie konnten Stammzellen aus menschlichen Schweißdrüsen isolieren, indem sie millimetergroße lebende Schweißdrüsen aus einer Hautbiopsie unter dem Mikroskop freilegten. „Die darin enthaltenen Zellen werden außerhalb des Körpers vermehrt und angeregt, andere Zelltypen zu bilden“, erläutert Dr. Sandra Danner, Projektleiterin für translationale Medizin an der EMB, Lübeck. Es gelang ihr mit ihrem Team, eine neue, vielversprechende Quelle körpereigener Stammzellen für die Zellersatz-Therapie zu finden. Bei ersten praktischen Versuchen zeigte sich, dass auf diese Weise die Wundheilung deutlich beschleunigt werden konnte. Darüber hinaus konnten die Stammzellen auch gefäßähnliche Strukturen ausbilden. Stammzellen aus Schweißdrüsen könnten sich somit auch beim Menschen zu den für Wundheilungen notwendigen Zelltypen weiterentwickeln.

Dr. Danner ist schließlich der Auffassung, dass solche matrixgestützten Therapien einen weiteren Fortschritt bei der Verwendung bio-resorbierbarer Materialien mit Kollagen darstellen könnten.

Neue Antibiotika immer dringender
Nach wie vor sterben weltweit jedes Jahr an der Infektionskrankheit Tuberkulose ca. 1,4 Mio. Menschen. Rund 8,7 Mio. Menschen erkranken neu daran. Zwar glaubten viele Mediziner in den 1960er Jahren, die Tbc ausrotten zu können, jedoch überlebte sie, weil sie immer neue und mehr Resistenzen gegen Impfstoffe entwickelte.

Verbreitet ist Tbc vor allem in Afrika, Asien und Osteuropa, wo die Menschen oft auf engstem Raum zusammenleben, schlecht ernährt sind und ohne ausreichende medizinische Versorgung leben. In Deutschland wurden im Jahr 2010 dem Robert-Koch-Institut, Berlin, exakt 4330 Tbc-Krankheitsfälle gemeldet, von denen 136 mit dem Tod endeten. Auslöser der Tbc ist das Immunsystem, genauer gesagt die Fresszellen, die eigentlich Krankheitserreger bekämpfen. Die Erreger von Tbc wachsen in den Fresszellen der Lunge und stellen gleichzeitig ein ideales Versteck vor Medikamenten und Impfstoffen dar.

Nun schloss sich das EMBL (Europäisches Labor für Molekularbiologie), Heidelberg, das eine Außenstelle in Hamburg besitzt und von Mitgliedsbeiträgen aus 19 Ländern finanziert wird, mit dem Forschungszentrum Borstel bei Bad Segeberg, das seit nahezu 20 Jahren als Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften firmiert, in einem lockeren Forschungsverbund gegen Tbc zusammen. Es geht um die Entwicklung neuer Antibiotika gegen Tbc. Zunächst möchte man neue genetische Marker finden, die neue Tbc-Fälle anzeigen. Hierbei leistet die Hamburger Außenstelle des EMBL wertvolle Dienste. Ihr Leiter Dr. Matthias Wilmanns sucht mit seinem Team nach neuen Proteinen, die sich als Angriffspunkt für neue Therapien und neue Medikamente eignen. Bevorzugte Untersuchungsmethode ist die Röntgenstrukturanalyse, mit der die dreidimensionale Struktur vorab ausgewählter Proteine bis ins kleinste Detail bestimmt und untersucht werden kann. Dazu werden die Tbc-Moleküle zunächst kristallisiert und hernach mit einem gebündelten Röntgenstrahl beschossen. Auf diese Weise könne jedes Atom strukturell genau bestimmt werden, erläutert Matthias Wilmanns, und mithilfe der intensiven Synchrotronstrahlung von DESY, dem Hamburger Beschleunigungszentrum, „können wir in die Strukturen der größten molekularen Maschinen in diesem Bakterium vordringen.“

Sein Team konnte bereits über 50 Strukturen von Atomen auf diese Weise bestimmen. Doch der Weg bis zu einem neuen wirksamen Medikament ist noch weit.

Wilmanns bedauert das geringe Interesse der Pharmaindustrie an der Entwicklung neuer Medikamente gegen Tbc. Dies hängt damit zusammen, dass die Erkrankung vorzugsweise in der sog. Dritten Welt und nicht in Europa angesiedelt ist.

Weitere Unterstützung für den Kampf gegen Tbc kommt vom neuen Center for Structural Systems Biology CSSB, das noch dieses Jahr in Hamburg eröffnet werden soll. Es wird ein interdisziplinäres Zentrum für die Strukturanalyse von Krankheitserregern auf rund 6000 m² Labor- und Bürofläche entstehen. Biologen, Chemiker, Mediziner, Physiker und Ingenieure werden hier gemeinsam die Wechselwirkungen von Infektions-Krankheiten mit ihrem jeweiligen Erreger untersuchen. Auch können die Wissenschaftler am CSSB die hochmodernen Strahlungsquellen des DESY für biologische Fragestellungen nutzen. Der Kampf gegen Tbc geht also weiter.

Mikroalgen-Kulturen
Das größte Hamburger Life-Science-Unternehmen, die Eppendorf AG, punktet mit weiteren Umsatz- und Ertragssteigerungen. Erstmals in der Geschichte der 1947 gegründeten Firma wurde mit exakt 520,9 Mio. Euro das Vorjahresergebnis um 8,9 % verbessert und damit die Schwelle von 500 Mio. Euro Umsatz überschritten. Das Betriebsergebnis wuchs auf über 100 Mio. Euro. Nach Auffassung von Dr. Dirk Ehlers, Vorstands-Vorsitzender der Eppendorf AG, könne man mit dem Betriebsergebnis angesichts des schwierigen Umfelds der Branche zufrieden sein. Weiter konnte mit der Akquisition der DASGIP-Gruppe, die Niederlassungen in Jülich am Niederrhein sowie Shrewsbury, Mass., besitzt, ein wichtiger Hersteller von parallelen Bioreaktor-Systemen sowie innovativer Steuerungs- und Analyse-Software erworben werden. Die Eppendorf AG wird auch im laufenden Jahr weiter wachsen mit der Entwicklung, Fertigung und dem Vertrieb von Laborgeräten, Verbrauchsartikeln und Service für Liquid-, Sample- und Cell-Handling im Labor. Das Unternehmen beschäftigt heute weltweit rund 2700 Mitarbeiter. Unlängst kamen neue Landesgesellschaften in Russland und Korea hinzu.

Am 8. August dieses Jahres war Schleswig-Holsteins Ministerpräsident Thorsten Albig auf seiner Sommer-Tour zu Gast bei Sea-and-Sun Technology GmbH in Trappenkamp. Das Unternehmen mit Stammsitz in den USA baut an diesem Standort seit 2010 eine riesige Mikroalgen-Produktion auf. Das gegenwärtig 45 Mitarbeiter umfassende Unternehmen inmitten Schleswig-Holsteins besitzt über 50 Jahre Erfahrung im Bereich aquatische Mess- und Energietechnik. Am 1998 gegründeten Standort Trappenkamp sollen neue Produkte auf der Basis von Mikroalgen entstehen. Auch das Portfolio „Entwicklung von Kultursystemen für eine nachhaltige, energieeffziente Produktion“ soll aktiv umgesetzt werden.

Ende 2010 erwarb das Unternehmen einen Gärtnereibetrieb von 16 000 m², der zu einer Anlage zur Herstellung von Mikro-algen umgebaut wurde. Gegenwärtig werden von den rund 5000 m² Glashausfläche rund 2500 m2 zur Herstellung von Mikro-algen genutzt. Einige der dort entwickelten oder in Entwicklung befindlichen Technologien betreffen Aquakulturen sowie das Nährstoff-Recycling, die Fermentation heterotropher Algen, die industrielle Winterkultivierung von kryophilen Mikroalgen sowie, last but least, die Herstellung von Farbstoffen für Nahrungs- und Futtermittel. Die Mikroalgen-Produktion erfolgt mithilfe biotechnologischer Verfahren.

Doch auch in der Tiefsee ist Sea & Sun aktiv. Herzstück der Offshore-Produktion ist die Multi-Parameter-Sonde für die Detektion von Öl-in-Wasser-Mengen. Diese sind operabel bis zu einer Wassertiefe von 6000 m und darüber hinaus äußerst zuverlässig und präzise bei den Messungen. Störungen, wie beispielsweise Verschmutzungen, lassen sich rasch ermitteln, und Lösungen können umgehend angegangen werden.

Richard E. Schneider
Wissenschaftsjournalist, Brunnenstr. 16, 72074 Tübingen, Tel./Fax: 07071/253015.

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