Effizient nach den richtigen Bakterien oder Zellen suchen

AC Biotec erwirbt FeedBeads-Lizenz

Unter Vermittlung der PROvendis GmbH hat das Unternehmen AC Biotec gerade die exklusive Lizenz zur Herstellung und Vermarktung von FeedBeads von der RWTH Aachen erworben. FeedBeads sind Polymerartikel, die in der Biotechnologie im Bereich des Screening nach Produktionsstämmen eingesetzt werden. Sie geben Glucose mit einer genau definierten Rate an das Kulturmedium ab und ermöglichen dem Anwender somit eine Fed-batch-Fahrweise im Schüttelkolben oder in der Mikrofilterplatte.

Erfunden haben das Verfahren Prof. Dr.-Ing. Büchs, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik an der RWTH Aachen, sein Doktorand Markus Jeude, Prof. Dr. Doris Klee, Lehrstuhl für Textilchemie und Makromolekulare Chemie und ihre Doktorandin Barbara Dittrich. Die Entwicklung der FeedBeads wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück unterstützt.

Fed-Batch-Verfahren

Fed-Batch ist die definierte Fütterung von Zellen oder Mikroorganismen in einer Kultur. Bisher wurde dieses Verfahren zur Erzielung einer optimalen Ausbeute an Biomasse (z.B. Hefe oder Echeria coli) und/oder Produkt bei Massenproduktion in großen Fermentern eingesetzt. Fermentation ist die Umsetzung von biologischen Materialien mit Hilfe von Bakterien-, Pilz-, oder Zellkulturen. So lassen sich z.B. medizinisch interessante Produkte wie Insulin und eine Vielzahl von Antibiotika wie Penicillin mit Hilfe von Mikroorganismen großtechnisch in Bioreaktoren synthetisieren.

Screening

Bevor die Produktion beginnen kann, wird hierfür jedoch der beste Produktionsstamm eines Mikroorganismus (z.B. Echeria coli) gesucht (Screening). Da die statistische Wahrscheinlichkeit, gute Stämme zu finden, relativ gering ist, müssen viele Experimente durchgeführt werden. Der Aufwand für jede einzelne Kultur sollte daher möglichst gering sein. Verwendet werden für das Screening bisher Schüttelreaktoren, die im Batch betrieben werden, d.h. der ganze Nährstoffvorrat wird zu Beginn in die Kultur gegeben. Diese Form der Fütterung ist für viele Mikroorganismen nicht ideal. Zudem ist fraglich, ob der im Batch-Verfahren ausgewählte Mikroorganismus auch der bestgeeignete für die Produktion ist, bei der mit Fed-batch Verfahren gearbeitet wird.

Die Erfindung FeedBeads

Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher und Forscherinnen aus Aachen eine Nachfütterungstechnik erfunden, durch die das Screening im Schüttelreaktor unter ähnlichen Bedingungen (Fed-batch) abläuft wie in der späteren Produktion. Die Erfindung FeedBeads gewährleistet, dass die Kulturbedingungen für Zellen oder Bakterien durch definierte Nährstoffzufuhr über einen längeren Zeitraum hinweg optimal gehalten werden. Dazu werden beispielsweise Polymerkügelchen mit Glucose an den Näpfen (wells) einer Multiwellplatte (im Schüttelreaktor) angebracht, die mit dem Kulturmedium in Kontakt kommen.