08.02.2021 | BioRegio STERN Management GmbH | Pressemitteilung

Smart Manufacturing für die Biotechnologie

Stuttgarter Start-up Variolytics: Analyseplattform beschleunigt Medikamentenentwicklung

Das Führungsteam der Variolytics GmbH (von links): Stephan Scherle, Leiter der Technologie, Dr. Matthias Stier, Chief Executive Officer, Johann Barlach, Leiter des Geschäftsbetriebs, Steffen Görner, Leiter der Produktion.

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Bildrechte: Janine Kyofsky

Doch Variolytics ist weit entfernt, sich im „Kläranlagen-Thema“ gemütlich einzurichten. Auf Basis identischer Hardwarekomponenten bei variierender Software plant das Unternehmen nichts weniger als schnellstmöglich eine Schlüsseltechnologie für Bioreaktoren anzubieten. Davon können nicht zuletzt Pharmaunternehmen profitieren, die in Bioreaktoren Zellen oder Mikroorganismen kultivieren, um Wirkstoffe zu gewinnen. Um Medikamente oder Impfstoffe herzustellen, die beispielsweise gegen COVID-19 wirksam sind, werden Säugerzellenkulturen in Fermentern kultiviert, die konstant ideale Bedingungen benötigen. Im Unterschied zur Kläranlage müssen in Bioreaktoren für die pharmazeutische Wirkstoffentwicklung permanent viele verschiedene Prozessparameter überwacht werden – unter Bedingungen der jeweils geltenden Richtlinien für die „Good Manufacturing Practice“ (GMP). Das heißt zum Beispiel, dass kein einziger der benötigten Sensoren ein Kontaminationsrisiko darstellen darf. Zur Herstellung beispielsweise von Medikamenten mit Antikörpern werden in der modernen Präzisionsmedizin inzwischen kleinere Reaktoren benötigt, häufig mit Einweg-Systemen. Das macht den Einsatz einzelner Sensoren teilweise unrentabel. Variolytics kalkuliert, dass aus diesem Grund 40 Prozent der notwendigen Schlüsselparameter gar nicht erfasst werden und dadurch bis zu 50 Prozent Ausbeuteverluste entstehen. „In solchen Fällen können keine konsequenten Regelstrategien für Gegenmaßnahmen angewendet werden“, erläutert Matthias Stier. „Wegen fehlender Sensordaten werden Bioreaktoren letztlich mit geringen Zelldichten und hohen Sterberaten betrieben. Wir ersetzen fünf Sensoren und liefern sechs neue Prozessparameter, die Unternehmen erhalten mehr Daten und sparen Geld.“ Denn die teure Antikörperproduktion soll ja nicht nur  beschleunigt, sondern auch kostengünstiger werden, damit die neu entwickelten Medikamente – wie sie zum Beispiel der ehemalige US-Präsident Trump während seiner Corona-Infektion erhalten hatte – nicht Luxus für wenige bleiben, sondern für jeden Kassenpatienten erschwinglich sind.

Für den Einsatz in Bioreaktoren entwickelte Variolytics das Analysegerät in handlichem Format: Kernstück der würfelförmigen Box mit etwa einem halben Meter Kantenlänge ist der Einlass zur Analysatoreinheit, mit dem – erstmalig für die Massenspektrometrie – auch Komponenten aus der Flüssigphase analysiert werden können. An diesem Einlass ist eine mikroporöse Membran angebracht, über die – angetrieben durch Unterdruck – flüchtige Substanzen aus der flüssigen Probe verdampfen und die Membran  passieren. Neben der innovativen Hardware des Analysegeräts gestaltet Variolytics die Sensorkombination zu einer kompletten Plattformtechnologie nach dem Vorbild des  Smartphones. „Es gibt verschiedene Sensoren, aber erst die Apps bestimmen die Funktionen“, so Stier. „Wir kombinieren Life-Sciences mit Data Science, denn erst die  richtige Datenmodellierung mittels Künstlicher Intelligenz ermöglicht die Nutzung der immensen Sensordaten, die wir generieren. Das Ziel ist Smart Manufacturing für die  Biotechnologie!“

Wie wichtig Beschleunigung in der Medikamentenentwicklung und -produktion ist, hat die aktuelle Pandemie nachdrücklich gezeigt. Dr. Klaus Eichenberg, Geschäftsführer der BioRegio STERN Management GmbH, begrüßt die erfolgreiche Neugründung nachdrücklich: „Bisher ging man in der Biotechbranche davon aus, dass die Entwicklung neuer Medikamente oder Impfstoffe deutlich mehrere Jahre benötigt. Inzwischen haben sich die Entwicklungszeiten bei Impfstoffen massiv verkürzt. Wenn ein Plattformsystem wie Variolytics sämtliche Parameter zuverlässig beobachtet, kann das auch die Zulassung von Medikamenten weiter beschleunigen.“

Dr. Matthias Stier, CEO der Variolytics GmbH.

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BioRegio STERN Management GmbH