TU Wien: Hightech-Bakterien: So wird Wien zum Bio-Hotspot

Der Wirtschaftskammerpreis 2018 geht an Oliver Spadiut. Er startet ein Projekt, das Bakterien auf kontrollierte und effiziente Weise dazu bringen soll, Antikörperfragmente herzustellen.

Sie sind nichts Ungewöhnliches. In jedem Hundehäufchen sind sie milliardenfach zu finden – die E. coli-Darmbakterien. Aber mit Hilfe moderner Biotechnologie werden sie im Bio-Reaktor zu Lieferanten wertvoller Arzneimittel. Dafür müssen sie gentechnisch verändert und dann genau auf die richtige Weise behandelt werden.

Wie das geht, untersucht die Forschungsgruppe von Prof. Oliver Spadiut (Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften) an der TU Wien. Von der Wirtschaftskammer Wien wurde Spadiut nun mit dem Wirtschaftskammerpreis 2018 ausgezeichnet. Der Preis co-finanziert ein Forschungsprojekt mit dem ehrgeizigen Ziel, Wien zu einem internationalen Hotspot der Biosimilarproduktion zu machen.

E. coli als Arzneimittelproduzent

„Die Produktion von Antikörperfragmenten in E. coli-Bakterien ist ein Forschungsfeld, das derzeit auf der ganzen Welt stark beackert wird“, sagt Oliver Spadiut. „Man baut gewünschte Gen-Sequenzen in die Bakterien ein, um zu erreichen, dass sie ganz bestimmte Proteine synthetisieren.“

E. coli-Bakterien können sich rasend schnell vermehren, gleichzeitig sollen sie die gewünschten Proteine herstellen – diese Anforderungen sind für die Bakterien eine große Belastung. „Wenn die Bakterien unter Stress geraten, kann das zu Problemen führen“, erklärt Spadiut. „Es kann zum Beispiel passieren, dass die Membran der Bakterien undicht wird und die gewünschten Proteine verlorengehen. Im schlimmsten Fall löst sich das Bakterium überhaupt auf und stirbt.“

Chemisch verordneter Fortpflanzungsstopp

Die österreichische Biotech-Firma enGenes Biotech, mit der Oliver Spadiut zusammenarbeitet, hat daher eine neue Technologie entwickelt: Die Bakterien wurden so modifiziert, dass man sie mit bestimmten chemischen Signalen dazu bringen kann, sich nicht weiter zu teilen. Durch diesen gezielt herbeigerufenen Fortpflanzungsstopp kann das Bakterium seine ganze Energie in die Herstellung der gewünschten Proteine investieren – ganz ohne Stress.

„Das kann aber nur dann gelingen, wenn man den Prozess genau richtig designt“, sagt Spadiut. In Bioreaktoren gibt es immer eine Vielzahl verschiedener Parameter – von der Temperatur, der spezifischen Wachstumsrate über die Prozessdauer bis zur chemische Zusammensetzung. Durch Versuch und Irrtum wird es nie gelingen, genau die optimalen Parameter herauszufinden. Wichtig ist daher ein mechanistisches Verständnis des hochkomplizierten Prozesses.

„In unserem Projekt wollen wir die Abläufe bei diesem Prozess im Detail verstehen und integriert betrachten, um ganz gezielt die optimalen Bedingungen auswählen zu können“, sagt Oliver Spadiut. „Genau das ist unsere Stärke – und mit diesem Schwerpunkt unterscheiden wir uns auch von der internationalen Konkurrenz.“

Für die Partnerunternehmen im Biotech-Bereich ist dieses Know-how der höchst detaillierten Bioprozess-Analyse höchst wertvoll. „Die Nachfrage nach unseren Methoden ist in der Bioindustrie sehr groß“, sagt Spadiut. „Das Projekt, das nun von der Wirtschaftskammer unterstützt wird, soll dabei helfen, Wien zu einem internationalen Hotspot der Biosimilarproduktion zu machen. Das ist sowohl wissenschaftlich, als auch wirtschaftlich höchst erfolgversprechend.“

Die Gewinner des Wirtschaftskammerpreises wurden am 2. Juli 2018 offiziell bekanntgegeben. Der Wirtschaftskammerpreis ist mit 25.000 Euro dotiert, das Forschungsprojekt wird außerdem von der Wirtschaftsagentur Wien finanziert.