Erfolg in den Life Sciences

Seit 15 Jahren ist die 100prozentige Tochter der Fraunhofer-Gesellschaft, der größten Forschungseinrichtung für Angewandte Forschung in Europa, auch in den Vereinigten Staaten vertreten. Am 22. Oktober feiert Fraunhofer USA in Washington Geburtstag.

Transatlantische Netzwerke eröffnen mitunter auch völlig neue, interdisziplinäre Forschungsansätze: So entwickeln derzeit Maschinenbauer, Molekularbiologen und Biophysiker gemeinsam ein Lab-on-a-Chip. Zum Team gehören Forscher vom Center for Manufacturing Innovation CMI in Boston, Mediziner vom Beth Israel Deaconess Medical Center und der Harvard Medical School.

Wissenschaftler der Boston University, Ingenieure vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und Experten vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Aachen. Kernstück des Mikrolabs, das auf einem kleinen Tisch Platz findet, ist ein Chip, der DNA und RNA aus Blutproben isolieren und analysieren kann.

„Die Lab-on-a-Chip-Technik ist ein Quantensprung in der Geräteentwicklung. Bisher wurde für die Aufbereitung und Untersuchung genetischer Proben ein Großlabor mit PCR-Technik – die Abkürzung steht für Polymerase Chain Reaction – benötigt“, erläutert Dr. Alexis Sauer-Budge vom CMI. „Jetzt passt alles auf einen kleinen Chip.“

Lab on a Chip – Interdisziplinarität à la Fraunhofer

Die Lab-on-a-Chip-Technik wird nach Meinung der Experten schon bald die medizinische Praxis revolutionieren: Bisher müssen Ärzte und Patienten Stunden, manchmal Tage auf die Ergebnisse aus den Großlabors warten. Kleine Minilabore könnten die Untersuchungen sofort und vor Ort durchführen – das Warten auf die Ergebnisse aus dem Großlabor würden entfallen. Noch gelten die Untersuchungen im Mini-Lab allerdings als teuer – die mit klassischer Silizium-Technik gefertigten Chips haben ihren Preis. „Unser Verfahren ist erheblich günstiger, weil unsere Chips aus Kunststoff hergestellt werden“, erläutert Alexis Sauer-Budge. Die Kollegen vom deutschen Mutterinstitut, dem IPT in Aachen, haben die Chips mit Spritzgussverfahren produziert. „Jetzt können wir Chips in der Größenordung von einem Dollar pro Stück fertigen, das ist ein Quantensprung.“ Der Prototyp ist mittlerweile fertig und mehrere US-amerikanische und europäische Unternehmen haben bereits Interesse an dieser Technologie signalisiert. Die Einsatzmöglichkeiten der Lab-on-a-Chip-Technik sind vielfältig: Sie eignet sich neben Untersuchungen des Erbguts auch für die Analyse bakterieller oder viraler Infektionen mit Hilfe von Immuntests. Zusammen mit den deutschen Kollegen arbeiten die amerikanischen Forscher derzeit an neuen Tests, beispielsweise zur Diagnose bakterieller Gehirnhautentzündung.

Medikamente für die Zukunft – made by Fraunhofer.

„Neue Technologien, wie zum Beispiel die Herstellung von Arzneimitteln auf pflanzlicher Basis, werden das Biomanufacturing und die pharmazeutische Produktentwicklung in Zukunft sehr stark beeinflussen“, erklärt Dr. Vidadi Yusibov, Director des Fraunhofer Center for Molecular Biotechnology CMB in Delaware. Vor einigen Jahren erhielt das CMB Fördergelder der „Bill and Melinda Gates Foundation“ zur Entwicklung von wirksamen und bezahlbaren Impfstoffen gegen Vogelgrippeviren. Die Antigene, die zur Produktion von Impfstoffen notwendig sind, werden dabei in Pflanzen gewonnen. Das Programm soll schon bald in die klinische Erprobung gehen. „Das Interesse an unserer Technologie und das damit verbundene Poten-zial für die Wissenschaft nimmt ständig zu, und das nicht nur in den Vereinigten Staaten, sondern auch im Ausland“, sagt Yusibov. Das CMB und das in Deutschland ansässige Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME wollen künftig eng zusammenarbeiten, um die Validierung der Technologie zu vereinfachen und voranzutreiben.