BMBF-Forschungsprojekt in Zusammenarbeit von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern

Prof. Dr. Hans Kiefer sowie sein Kollege Prof. Dr. Friedemann Hesse vom Institut für Pharmazeutische Biotechnologie verantworten das Projekt, das sie im Verbund mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beantragt haben.

Der Antrag wurde jetzt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bewilligt. Für dieses Forschungsprojekt arbeiten Naturwissenschaftler und Ingenieure auf den Gebieten Produktion und Aufarbeitung von Bioprodukten, Thermische Trennverfahren und Verfahrenstechnische Maschinen eng zusammen. Das BMBF-Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird voll umfänglich gefördert: insgesamt rund 2 Millionen Euro fließen in das Projekt, etwa eine Million Euro erhält das Biberacher Forschungsinstitut.

„Durch dieses Projekt können wir die Forschungsaktivitäten am Institut intensivieren“, so Prof. Dr. Kiefer. Ein Beispiel: Mit dem Projekt steige die Zahl der Doktoranden auf 10, womit das Institut eine Größenordnung erreiche, die tatsächlich Synergien in Lehre und Forschung ermögliche. Die Methoden, die entwickelt würden, seien nicht nur für die Pharmazeutische Biotechnologie relevant, sondern auch für die an der Hochschule Biberach neu etablierte Industrielle Biotechnologie.

In dem Verbundprojekt soll „umfassend und prozessnah“ (Prof. Kiefer) untersucht werden, unter welchen Voraussetzungen sich Proteine verändern. Dabei geht es insbesondere um die Unterscheidung von reversibler und irreversibler Aggregation. Der gesamte Herstellungsprozess biopharmazeutischer Wirkstoffe soll dabei einbezogen werden – ein Ansatz, den der Studiengang Pharmazeutische Biotechnologie der Hochschule Biberach ohnehin in Forschung und Lehre verfolgt.

Hesse, Kiefer und ihre Teams werden verschiedene Aspekte untersuchen: etwa die Entwicklung schneller analytischer Methoden, die Aggregatbildung während des Fermentationsprozesses und den Wirkmechanismus von Substanzen, die Aggregate verhindern und damit die biopharmazeutischen Wirkstoffe stabilisieren. Erklärtes Ziel des Verbundprojektes ist es, eine Vorgehensweise zu etablieren, die es bereits im Vorfeld der Prozessentwicklung ermöglicht, kritische Parameter zu erkennen. Die Verbundpartner wollen hierfür moderne Screeningstrategien entwickeln und einsetzen.

An drei Instituten des Karlsruher KIT sollen die in Biberach erarbeiteten Analysemethoden weiterentwickelt werden: zum einen zu automatisierten Hochdurchsatzverfahren, die von Robotern durchgeführt werden können. Zum anderen sollen zusätzliche Aspekte im Zusammenhang mit der Proteinaggregation bearbeitet werden, etwa das Auftreten von Aggregaten während bestimmter Aufreinigungsschritte sowie die gezielt herbeigeführte – reversible – Aggregation zur Aufreinigung von Proteinen.

Das Forschungsprojekt arbeitet im Verbund – und dennoch arbeiten die Arbeitsgruppen unabhängig voneinander: „Wir haben das Projekt so konzipiert, dass die einzelnen Arbeitsgruppen nicht unbedingt auf Ergebnisse anderer Verbundpartner angewiesen sind“, erklärt Prof. Kiefer, der optimistisch ist, dass „einige Zielsetzungen sicher erreicht werden“: beispielsweise die Etablierung neuer Analysemethoden oder die Entwicklung von Filtrationstechniken im Großmaßstab. Bei anderen Teilprojekten, etwa der Suche nach neuartigen Stabilisatoren, gehen die Wissenschaftler laut Kiefer ein höheres Risiko ein. Doch auch wenn die gesetzten Ziele hier nicht vollständig erreicht würden, erhielten die Forscher Ergebnisse, die direkt industriell genutzt werden können, so Prof. Kiefer.

Die an dem Forschungsprojekt beteiligten Doktoranden promovieren am Karlsruher Institut für Technologie. Wie bereits im bestehenden Promotionskolleg der Hochschule Biberach in Kooperation mit der Universität Ulm erhalten Nachwuchswissenschaftler damit eine weitere Möglichkeit, ihre Forschungsarbeiten an der Hochschule Biberach durchzuführen und an einer Partneruniversität zu promovieren.