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Partner News 14 „Babyphon für Bakterien“: Gläserner Bioprozess durch Analyse der Atemluft von Mikroorganismen ForscherInnen des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) haben eine revolutionäre Methode entwickelt, die Abluft jener Mikroorganismen in Echtzeit zu untersuchen, die Wirkstoffe für die Pharmaindustrie herstellen. Damit kann man nicht nur Bioprozesse einfacher verbessern, sondern das Auftreten von Problemen sofort erkennen und schnell gegensteuern. Damit steigt die Sicherheit bei pharmazeutischen Produkten. Unsere Atemluft gibt noch viel mehr Informationen preis als nur über die Getränke bei der letzten Feier. Sie lässt sogar Rückschlüsse auf die Befindlichkeit zu. Bei Menschen sind dank empfindlichster Analysegeräte etwa Krebssignale in winzigsten Spuren in der Atemluft zu finden. Eine Zigarette hinterlässt noch eine Woche nach dem Rauchen Spuren in der ausgeatmeten Luft. Aber nicht nur Menschen atmen, auch Mikroorganismen machen das. Die empfindliche Analyse der Luftbestandteile funktioniert nach mehrjähriger, gemeinsamer Forschung von acib und Firmenpartner Ionimed nun auch bei der „Atemluft“ von Mikroorganismen. Der Gesundheitszustand von Bakterien oder Hefen, die in einem Fermentationskessel gezüchtet werden, damit sie Wirkstoffe herstellen, lässt sich nun erstmals in Echtzeit beobachten. „Die Analyse spürt einzelne Stoffe auf, die im direkten Zusammenhang mit dem Stoffwechsel der Zelle stehen“, erklärt Gerald Striedner, acib-Projektleiter an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU). Mit dieser Information können Prozesstechniker schnell in das Produktionsverfahren eingreifen, wenn etwas nicht nach Plan läuft. Denn verhindert man eine Überstrapazierung der Zellen, unterbindet man gleichzeitig, dass sie zu wenig oder gar minderwertige Produkte herstellen. Projektmitarbeiter Markus Luchner bekam für seinen Beitrag unlängst den INiTS-Award 2012 verliehen. „Die Herausforderung lag in der Entwicklung einer Technik, welche die strengen Prozessauflagen der Pharmaindustrie einhält und gleichzeitig die „Atemluft“ möglichst unverändert zum Messgerät führt“, so Rene Gutmann vom acib-Partnerunternehmen Ionimed. Das Analysegerät – ein hoch empfindliches Protonentransfer-Massenspektrometer – muss mit dem sterilen Produktionskessel verbunden sein, ohne dass es zu Infektionen kommen kann. Außerdem muss die Information in der Abluft unverändert bis zur Analyse gelangen, weil sonst keine verlässlichen Aussagen möglich sind. Zu diesem Zweck wurde von den Forschern im acib-Verbund ein Interface zwischen Fermenter und Analysengerät entwickelt. Damit ist erstmals auch die Analyse von industriellen Fermentationsprozessen möglich, in denen mehrere 1000 Liter an Fermentationsmedium samt Mikroorganismen kultiviert werden, ohne in den sterilen Bereich eingreifen zu müssen. Die Sicherheit bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen steigt, während die Kosten sinken, weil Produktionsausfälle verhindert werden können und sich die Prozesse auf Basis der Aussagen über den Zellstoffwechsel unmittelbar verbessern lassen. Bisher musste man für die Prozesskontrolle Proben ziehen, diese aufarbeiten und analysieren; eine im Vergleich langsame und aufwändige Methode. „Diese neue Technologie unterstreicht einmal mehr die Innovationsleistung in der österreichischen Biotechnologie“, freut sich acib-Geschäftsführer Anton Glieder. Diese Innovationsleistung wurde unlängst mit dem INiTS Award 2012 in der Kategorie Life Science belohnt. Der Preis ging an acib-Forscher Markus Luchner dafür, dass die bisher übliche „Trial and Error- Methode“ im Fermentationsbereich nun durch eine fundierte Analyse ersetzt werden kann. Autor: ACIB GmbH Die empfindliche Analyse der Luftbestandteile funktioniert nach mehrjähriger, gemeinsamer Forschung von acib und Firmenpartner Ionimed nun auch bei der „Atemluft“ von Mikroorganismen. So funktioniert die PTR-MS Die PTR-MS-Methode kann dutzende flüchtige Produkte aufspüren, die während einer Fermentation von den Mikroorganismen „ausgeatmet“ werden, darunter Azeton, Azetaldehyd, Indol, Isopren, Ethanol oder Methanol. Atmet etwa Escherichia coli (die im Biotechbereich am meisten genutzte Bakterienart) in einer Fermentation beispielsweise winzige Spuren von Azetaldehyd aus, ist das ein Hinweis darauf, dass nicht mehr der gewünschte Zuckerabbau vollzogen wird (samt der Herstellung des Zielprodukts), sondern die Mikroorganismen auf eine unerwünschte Stoffwechselart gewechselt haben. Auf Basis der Ergebnisse der Abluftanalyse lässt sich der Prozess wieder in die richtige Richtung lenken. Nähere Informationen: Gerald Striedner acib GmbH Muthgasse 18, 1190 Wien T +43 (0)1 | 47654 6220 F +43 (0)1 | 47654 6675 gerald.striedner@acib.at Thomas Stanzer Public Relations acib GmbH Petersgasse 14, 8010 Graz T +43 (0)316 | 873 - 9312 F +43 (0)316 | 873 - 9302 thomas.stanzer@acib.at
15 Partner News Die Schnittstelle „Medizin-Technik“ als Zukunftsmarkt steirischer Technologieunternehmen operationen an der Schnittstelle Medizin- Technik festgestellt. Die im Rahmen des Technologie-Roundtables diskutierten Verbesserungsansätze wurden im Zuge der Masterarbeit aufgearbeitet und führten zu folgenden zukünftigen Veranstaltungsvorschlägen: 1. Technologie-Roundtables zur Bewusstseinsbildung hinsichtlich des Potenzials an der Schnittstelle Medizin-Technik Die Schnittstelle Medizin-Technik ermöglicht steirischen Unternehmen vielfältige und zukunftsträchtige Chancen. Dieser Bereich benötigt ein breites Spektrum an Kompetenzen und Technologien, die in der Steiermark durchaus zu finden sind. Fehlendes Wissen über die spezifischen Bedarfe der Medizin ist dabei jedoch oft der Grund, dass bestehende Potenziale noch nicht entsprechend ausgeschöpft werden. Austin Pock + Partners GmbH Auersperggasse 13 8010 Graz/Austria T +43 (0)316 | 58 11 97 F +43 (0)316 | 58 11 97 - 844 h.oberschmid@austin.at www.austin.at Die von AUSTIN Pock + Partners initiierte Masterarbeit „Technologietrendanalyse in der Schnittstelle Medizin – Technik“ greift genau diese Problematik auf. Diese in Kooperation mit der TU Graz durchgeführte Studie zeigte eine Vielzahl an benötigten Kompetenzen der Medizin hinsichtlich der Technik auf, für die nun in weiterer Folge konkrete Anknüpfungspunkte zu steirischen Unternehmen gefunden werden sollen. Dadurch könnte auch eine Annäherung der steirischen Wirtschaft an die Medizin forciert werden; denn eines haben die ersten Ergebnisse der Arbeit gezeigt: Auch die medizinischen Entscheidungsträger haben oftmals nur eine geringe Kenntnis von steirischen Unternehmen und somit auch wenig Überblick über deren Kompetenzen. Ein erster Schritt zur Verbesserung der Problematik wurde mit der Durchführung eines Technologie-Roundtables gesetzt, zu dem am 30.11. 2012 ins Haus von AUSTIN Pock + Partners eingeladen wurde. In der vom Humantechnologie-Cluster unterstützten Veranstaltung wurden mit steirischen Unternehmen die Ergebnisse der Masterarbeit diskutiert und erste mögliche Anknüpfungspunkte ermittelt. Neben VertreterInnen der Wirtschaft waren sowohl TeilnehmerInnen aus der Wissenschaft, der Medizin sowie einzelnen Netzwerkorganisationen anwesend. Im Vordergrund der Masterarbeit selbst standen die Erhebung des gegenwärtigen und zukünftigen Bedarfes an benötigten Technologien in der medizinischen Forschung und Patientenversorgung. Diese Erhebung wurde anhand von 33 Experteninterviews mit einzelnen Klinikvorständen des LKH- Univ. Klinikums Graz sowie ausgewählten ForscherInnen aus den Bereichen Medizin und Technik durchgeführt. Die erhobenen Daten reichen vom konkret-spezifischen Bedarf über alltägliche Routinesysteme bis hin zu zukünftigen Trends. Zusätzlich ist man in diesen Gesprächen auf die derzeitige Kooperationssituation mit Unternehmen aus der Steiermark eingegangen. Dabei wurde entsprechend großes Verbesserungs potenzial hinsichtlich des weiteren Ausbaus von Ko- In einer breit angelegten Diskussionsrunde, ähnlich dem bereits durchgeführten Technologie-Roundtable, sollen die Probleme sowie das Potenzial an der Schnittstelle Medizin-Technik behandelt werden. Dabei steht die Erarbeitung von Lösungsansätzen für den Ausbau der Kooperationen und die Erhöhung der Wertschöpfungstiefe im Vordergrund. 2. Workshops für ausgewählte Themenbereiche In diesen Veranstaltungen sollen spezifische Themengebiete, die in der Masterarbeit ermittelt wurden, aufgegriffen werden. Dabei sollen MedizinerInnen sowie VertreterInnen von steirischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die sich speziell mit dieser Thematik beschäftigen, eingeladen werden. Probleme, Potenziale und mögliche Innovationsideen sollen dabei untersucht und aufgearbeitet werden. 3. Finden konkreter Anknüpfungspunkte für steirische Unternehmen Für den durch die Masterarbeit bereits konkret ermittelten Bedarf sollen Kooperationspartner aus der steirischen Wirtschaft gefunden werden. Die dabei vorgebrachten Produktideen und Problemstellungen sollen dadurch wirtschaftlich umgesetzt werden. Wurde Ihr Interesse an den oben angeführten Themen geweckt oder hätten Sie gerne genauere Informationen bzgl. der Masterarbeit, steht Ihnen das Team von AUSTIN Pock + Partners selbstverständlich zur Verfügung. Autoren: DI Dr. Hannes Oberschmid Stefan Reiter, BSc
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