M das Magazin für Wirtschaft und Gesellschaft - Darmstadt No. 01 2024

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WISSENSCHAFT Eiweiß aus Luft und Sonne Die Esa fördert die Herstellung von »Solein« Das finnischen Start-up Unternehmen »Solar Foods« entwickelte ein synthetisches Eiweiß, das für die Welternährung wichtig werden kann. Dabei handelt es sich um ein Proteinpulver zur Ergänzung von Nahrungsmitteln, das aus Luft, Mikroben und Solarenergie hergestellt wird. Die Idee stammt von der NASA wurde von finnischen Forschern weiterentwickelt und von der ESA gefördert. Das Pulver ist senfgelb und erinnert an gemahlene Kurkuma. Aber »Solein«, wie die staubfeine Erfindung heißt, ist keine Pflanze und auch kein Gewürz. Vielmehr handelt es sich um ein Proteinpulver zur Ergänzung von Nahrungsmitteln, das aus Luft, Mikroben und Solarenergie hergestellt wird – und künftig als Grundlage für den Ersatz von Fleisch und anderen Lebensmitteln dienen soll. Ziel des Unternehmens ist es, mit seinem quasi aus dem Nichts erschaffenen Produkt die globale Ernährungsversorgung zu revolutionieren und gleichzeitig das Klima zu schützen. Das klingt zu schön, um wahr zu sein? »Solein« braucht keine Landwirtschaft und wird gleichzeitig als Ersatz für Eiweißlieferanten wie Fleisch, Milch, Sojabohnen oder Linsen gepriesen. Eine neuartige Alternative zu tierischem oder pflanzlichem Eiweiß. Nach Unternehmensangaben enthält es 65 bis 70 Prozent Eiweiß, zehn bis 15 Prozent Ballaststoffe, fünf bis acht Prozent Fett und drei bis fünf Prozent Mineralstoffe sowie Eisen und B-Vitamine. Und auch den Geschmack von Lebensmitteln ändert es offenbar kaum: Aber wie funktioniert das? „Im Grunde so wie eine Brauerei“, sagt Pasi Vainikka, Mitgründer und Geschäftsführer von »Solar Foods«. Das Verfahren ähnele dem Fermentationsprozess, der zur Herstellung von Wein oder Bier verwendet werde. Aber anstelle von Zucker ernährten sich die Bakterien unter Einsatz von erneuerbarem Strom vor allem von Kohlendioxid, gelöstem Wasserstoff und Stickstoff. Damit würden sie „gefüttert“, um Aminosäuren, Vitamine, Fette und Kohlenhydrate zu bilden. „Wenn es an der Zeit ist, das »Solein« zu ernten, wird das überschüssige Wasser entfernt und es wird zu einem proteinreichen Pulver getrocknet, ohne dass dabei Pflanzen oder Tiere geschädigt werden“, heißt es auf der Webseite des Herstellers. Mirko Febrile, Chef de Cuisine in Singapur, arbeitet mit Solein (Fotos: Solar Foods) Was aber sind die Vorteile gegenüber der Landwirtschaft? „Die konventionelle Lebensmittelproduktion verschwendet Ressourcen wie Wasser, Chemikalien und Tierfutter in einem nicht nachhaltigen und unvernünftigen Ausmaß“, schreiben die finnischen Tüftler. Für ihr Produkt werde nur ein Bruchteil dieser Ressourcen benötigt, um die gleiche Menge Eiweiß zu gewinnen. Das Verfahren sei auch 20-mal effizienter als die Fotosynthese, mit der Pflanzen Energie in Nahrung umwandeln. In Singapur soll das Pulver bereits 2024 auf den Markt kommen – es wäre das erste Land der Welt. 24 M – Magazin
WISSENSCHAFT Mit KI gegen Brustkrebs Hochschule Darmstadt forscht an neuen Diagnosemethoden Im Projekt bearbeitet jeder der europäischen Partner einen speziellen Aspekt. „Von deutscher Seite ist das auf medizinische Bildgebung spezialisierte Heidelberger Unternehmen »mediri« an Bord, das Gregori vor seinem Wechsel an die h_da acht Jahre lang als Geschäftsführer leitete. Eingespieltes Team: Doktorand Yaqeen Ali und Prof. Dr. Johannes Gregori im Optotechnik- Labor an der Hochschule Darmstadt. (Foto: h_da/Samira Schulz) Mehr als 70.000 Fälle von Brustkrebs werden in Deutschland jährlich diagnostiziert, weltweit waren es im Jahr 2020 rund 22,3 Millionen. Noch immer ist Brustkrebs die Krebserkrankung, die bei Frauen die meisten Todesfälle verursacht. An der Hochschule Darmstadt (h_da) forschen Wissenschaftler der seit zwei Jahren an der h_da lehrt und forscht. „Es gibt eine Lücke zwischen dem, was wir diagnostizieren, und dem, was wir in der Therapie erreichen könnten. Mit dem Projekt «BosomShield» wollen wir diese Lücke schließen.“ Konkret erhoffen sich die Wissenschaftler dadurch exaktere Erkenntnisse über in einem europäischen Konsortium an Tumortyp, Rezidiv-Wahrscheinlichkeit neuen Diagnosemethoden. Das Großprojekt »BosomShield« zielt darauf ab, und mögliche Therapien. Das Projekt könnte also einen Beitrag dazu leisten, Diagnose-Verfahren wie Ultraschall, die Überlebenschancen von Brustkrebspatientinnen Mammografie oder Biopsie miteinander zu erhöhen. zu kombinieren und in einem KI-gestützten System zu analysieren. Insgesamt acht Universitäten und zwei Industriepartner in Deutschland, Frankreich, Das soll präzisere Diagnosen ermöglichen – und wirksamere Therapien. Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen in ganz Europa arbeitet Johannes Gregori, Professor für Physik und Industrielle-Bildverarbeitung am Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften, daran, die Brustkrebsdiagnostik auf eine neue Basis zu stellen. Ultraschall, Mammografie, MRT-Bilder, Biopsie, Genanalysen – bislang werden die Ergebnisse aus all diesen Einzeluntersuchungen getrennt betrachtet und bewertet. Eine Schwachstelle, meint Physiker Gregori, Italien, den Niederlanden, Schwe- den, Slowenien, Spanien und Polen sind am Projekt »BosomShield« beteiligt. Koordiniert wird es von der Universität Rovira i Virgili in Tarragona, Spanien. Gefördert wird das Vorhaben von der Europäischen Union im Rahmen des Marie Sklodowska-Curie Doktorandennetzwerks, das an jedem der zehn Standorte einen Doktoranden bzw. eine Doktorandin finanziert. Da die Nachwuchsforschenden nicht aus dem Land stammen dürfen, in dem sie eingestellt wurden, musste jede Stelle international ausgeschrieben werden. Während die Partnerinstitutionen also einzelne Puzzleteile zuliefern, setzen Gregori und weitere Teammitglieder in Darmstadt und Heidelberg alles zusammen: „Wir arbeiten an einem computergestützten Diagnose-System (CAD), in dem sämtliche Datensätze zu einer Patientin hochgeladen und für die Auswertung miteinander kombiniert werden können“, berichtet Professor Gregori. Dabei sollen strengste Datenschutzregeln gewahrt bleiben. „Ansätze hierzu gibt es schon, aber in unserem Projekt werden erstmals wirklich alle Daten und Auswertungstechniken in einer cloud-basierten Plattform zusammengeführt.“ Damit das KI-System später zuverlässig funktioniert, muss es trainiert werden – mit zehntausenden von Tumor-Bildern, die vorab von Hand klassifiziert wurden. Dem System wird die Information, ob ein Bild einen gutartigen oder bösartigen Tumor zeigt, in der Lernphase also mitgeliefert. So lernt die KI, Muster zu erkennen. Für dieses Training nutzt das h_da-Team Bildmaterial aus öffentlich zugänglichen Datenbanken. Eine der größten Herausforderungen im Projekt besteht darin, dass jede Klinik ein wenig anders arbeitet – mit anderen MRT- oder Ultraschallgeräten, die unterschiedlich eingestellt sind. Auch die Art und Weise, wie die Daten erfasst werden, kann variieren. Herauszufinden, wie die Verarbeitung solch heterogener Daten die Ergebnisse beeinflusst, ist deshalb einer der Knackpunkte. Das System muss Unterschiede erkennen und ausgleichen, damit alle „Puzzleteile“ passen und Patientinnen die für sie individuell optimale Therapie bekommen. 04 2023 25
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