BIOTECHNICA 2011 – Themenservice aktuell – Folge 1

Spinnenseide deckt Wunden ab

Eine völlig neue Einstellung zu Spinnweben können auf der BIOTECHNICA 2011 alle gewinnen, die sich bisher vor den Webarbeiten von Spiderman gruselten. Das Labor für Regenerationsbiologie in der Plastischen Chirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover zeigt, welche neuen Einsatzgebiete für Spinnenseide im Bereich der regenerativen Medizin zu finden sind.

Natürliche Spinnenseide hat eine gute Bioverträglichkeit und ist darüber hinaus vollständig biologisch abbaubar. Das von dem Labor vorgestellte patentierte Material besteht aus vielen kleinen Seidenfäden, die chemisch untereinander verbunden sind. Es erlaubt die Herstellung individueller Strukturen, die durch ein einfaches Verweben von Fäden nicht erzielt werden könnten.

Diese Strukturen können unter anderem als Wundabdeckung oder Matrix für das Tissue Engineering verwendet werden. Die Spinnen-Matrix wurde bereits erfolgreich zur Zucht von Knorpeln und Haut eingesetzt. Die Kombination von Spinnenseide mit kleinsten Blutgefäßen soll außerdem in naher Zukunft zur Überbrückung von Nervendefekten eingesetzt werden.

Medizinische Hochschule Hannover
Klinik und Labor für Plastische-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie
Podbielskistraße 380
D-30659 Hannover
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Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011 :
Prof. Dr. Kerstin Reimers
Halle 9, Stand D16,
Partner bei: Gemeinschaftsstand/Land Niedersachsen
E-Mail: reimers.kerstin@mh-hannover.de
BioChip misst Käsereife
Einen BioChip, der Käsereien verrät, ob ihr Käse richtig reift, bringt die Fachhochschule Hannover mit zur BIOTECHNICA 2011. Die Microarray-Technologie soll künftig teure Laboranalysen ersetzen.

Hintergrund: Wenn Milch zu Käse wird, ist das ein hochkomplizierter biochemischer Prozess. Soll er zum optimalen Ergebnis führen, ist eine Überwachung der chemischen Abläufe unverzichtbar. Der Haken dabei: Solche Laboruntersuche kosten Zeit und sind teuer. Mit dem BioChip lassen sich entsprechende Tests nun einfach vor Ort vornehmen. Er misst den für den Reifegrad wichtigen Abbau von bestimmten Proteinen.

Fachhochschule Hannover
Fakultät II, Bioverfahrenstechnik
Heisterbergallee 12
D-30453 Hannover
Tel.: +49 511 9296-2202
Fax: +49 511 9296-2210
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Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011:
Hermann Frister, Maren Feuerriegel und Christin Ortmann
Halle 9, Stand D16,
Partner bei: Gemeinschaftsstand/Land Niedersachsen
E-Mail: hermann.frister@fh-hannover.de, maren.feuerriegel@fh-hannover.de und christin.ortmann@fh-hannover.de

Künstliche Blutgefäße aus dem Tintendrucker

Forscher versuchen schon seit einiger Zeit, künstliche Organe im Labor zu züchten. Bei größeren Organen wie Nieren gelang das bisher aber nicht. Der Grund: Nieren enthalten u. a. kleinste Kapillaren. Diese Gefäßsysteme kann man bisher aber nicht künstlich erzeugen. Auf der BIOTECHNICA 2011 in Hannover zeigen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik jetzt, wie sich feinste Blutgefäße einfach mit dem Tintendrucker ausdrucken lassen.

Für die Herstellung künstlicher Blutgefäße haben die Wissenschaftler zwei bekannte Verfahren miteinander kombiniert: die 3-D-Drucktechnik und die in der Polymerwissenschaft entwickelte Multiphotonenpolymerisation. Für den 3-D-Drucker haben die Forscher spezielle Tinten entwickelt, sodass die späteren Blutgefäße flexibel und elastisch sind und mit dem natürlichen Gewebe interagieren.

Obwohl aus dem 3-D-Drucker bereits Mikrostrukturen kommen, sind sie für die feinen Strukturen von Kapillargefäßen immer noch zu ungenau. Darum kommt anschließend die so genannte Multiphotonenpolymerisation zum Einsatz. Dabei treffen kurze intensive Laserpulse auf das Material und regen die Moleküle so stark an, dass sie miteinander reagieren und sich zu längeren Ketten verbinden. Diese Reaktion lässt sich derart gezielt steuern, dass der Aufbau von feinsten Strukturen nach einem dreidimensionalen Bauplan möglich ist.

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Nobelstraße 12
D-70569 Stuttgart
Tel.: +49 711 970-4401
Fax: +49 711 970-4200
www.igb.fraunhofer.de
Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011:
Dr. Günter Tovar
Halle 9, Stand D10, Partner bei: Fraunhofer-Gesellschaft
E-Mail: guenter.tovar@igb.fraunhofer.de
Nervenzellen lassen sich anschalten
Welche Möglichkeiten Stammzellen im erwachsenen Gehirn eröffnen, zeigen Forscher des DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD) auf der BIOTECHNICA 2011. Sie stellen hier das erste Versuchsmodell vor, mit dem sich kontrolliert neuronale Stammzellen im Gehirn erwachsener Tiere vervielfachen lassen.

Bei ihren Versuchen konzentrieren sich die Forscher auf den Hippocampus erwachsener Mäuse. Diese Hirnregion ist enorm wichtig für die Gedächtniskonsolidierung, also die Überführung von Gedächtnisinhalten aus dem Kurzzeit- in das Langzeitgedächtnis sowie das Lernen. Mit Hilfe genetisch programmierter Viren (virale Vektoren) führen sie im Maus-Hippocampus einen Überschuss des Proteinkomplexes cdk4 und cyclinD1 herbei, der eine erhöhte Produktion von Stammzellen in Gang setzt. Gleichzeitig wird die Neurogenese, die Entwicklung von Stammzellen in ausdifferenzierte Neuronen, unterdrückt. Normalerweise teilt sich jede Stammzelle in zwei Zellen, von denen eine Zelle eine Stammzelle bleibt, während die andere sich ausdifferenziert. Aus dem erhöhten Stammzellpool bilden sich nach dem Abschalten nun aber verstärkt Neuronen. Damit ist bewiesen, dass es im erwachsenen Mausgehirn möglich ist, die Neurogenese positiv zu beeinflussen. Einfach ausgedrückt haben die Wissenschaftler einen Schalter für Nervenzellen entdeckt.

Technische Universität Dresden
DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD)
Tatzberg 47 – 49
D-01307 Dresden
Tel.: +49 351 46340109
Fax: +49 351 46340016
www.crt-dresden.de
Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011:
Dr. rer. nat. Federico Calegari
Halle 9, Stand F18
E-Mail: federico.calegari@crt-dresden.de
Teststäbchen für den Verbraucherschutz
Immer mehr Menschen leiden heute an Allergien und müssen bestimmte Nahrungsmittel meiden. Selbst kleine Spuren so genannter Allergene können sie krank machen. Ebenso gefährlich können Keime oder Schimmelpilzgifte in Lebenssmitteln sein. Wie man diesen unangenehmen Inhaltsstoffen in Lebensmitteln künftig schnell und einfach auf die Spur kommt, zeigt die R-Biopharm AG auf der BIOTECHNICA 2011 in Hannover.

Mit den einfachen Teststäbchen des Unternehmens lassen sich unter anderem Spuren von Soja in der Nahrung schnell nachweisen. Gedacht sind die Teststäbchen allerdings nicht für den Hausgebrauch von Allergikern, sondern für einen sicheren und schnellen Nachweis von Lebensmittel-Allergenen während der Produktion von Nahrungsmitteln.

R-Biopharm AG
An der neuen Bergstraße 17
D-64297 Darmstadt
Tel.: +49 6151 8102-0
Fax: +49 6151 8102-20
www.r-biopharm.com
Ansprechpartner auf der BIOTECHNCA 2011:
Marc Hübner
Halle 9, Stand C80
E-Mail: m.huebner@r-biopharm.de
Eine der größten Algensammlungen der Welt
Einzeln betrachtet sind Mikroalgen für Laien nicht besonders beeindruckend. Wegen ihrer hochwertigen Inhaltsstoffe gewinnen sie als cell factories, die zum Beispiel für die Produktion von Lipiden, mehrfach ungesättigten Fettsäuren, Ölen, Pigmenten und pharmazeutisch wichtigen Substanzen eingesetzt werden, immer mehr an Bedeutung. Doch wo bekommt man eigentlich Mikroalgen? Die Antwort auf diese Frage gibt die Georg-August-Universität Göttingen auf der BIOTECHNICA 2011 mit der Vorstellung ihrer Sammlung von Algenkulturen (SAG).

Die SAG ist eine der weltweit größten und ältesten Kulturensammlungen für Mikroalgen. Als wichtiges biologisches Ressourcenzentrum hält sie derzeit mehr als 2 400 Kulturstämme bereit. Pro Jahr versendet die Service-Sammlung etwa 2 100 Kulturen weltweit für Wissenschaft, Biotechnologie und Lehre. Der Bestand an Kulturstämmen wächst ständig, z. B. durch neuartige Isolate mit hochinteressanten Eigenschaften aus Forschungsprojekten, in denen die SAG eingebunden ist.

Georg-August-Universität Göttingen
Experimentelle Phykologie EPSAG
Nikolausberger Weg 18
D-37073 Göttingen
Tel.: +49 551 39-7868
Fax: +49 551 39-7871
www.epsag.uni-goettingen.de
Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011:
Prof. Dr. Thomas Friedl
Halle 9, Stand D16
E-Mail: epsag@uni-goettingen.de
Hier werden Proteine magnetisch angezogen
Die Reinigung von Proteinen ist normalerweise aufwändig und kostenintensiv. Grund dafür ist die komplexe Zusammensetzung der Lösungen, in denen sie entstehen. Diese Fermentationslösungen enthalten Feststoffe, Salze und organische Stoffe. Eine neue Möglichkeit, diese Reinigung stoff- und energiesparend durchzuführen, präsentieren Forscher der TU Kaiserslautern auf der BIOTECHNICA 2011.

Für ihre neue Methode setzen die Wissenschaftler spezielle bindende kurzkettige DNA-Stränge (Aptameren) ein. Sie werden mit magnetisierbaren Partikeln kombiniert. Die gewünschten Proteine werden so quasi magnetisch aus dem Fermentationsansatz entfernt.

TU Kaiserslautern
Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik
Kaiserslautern
Paul-Ehrlich-Straße 32
D-67655 Kaiserslautern
Tel.: +49 631 205-0
Fax: +49 631 205-3200
www.mv.uni-kl.de/biovt/
Ansprechpartner auf der BIOTECHNICA 2011:
Roland Ulber und Nils Tippkötter
Halle 9, Stand F13, Partner bei: Rheinland-Pfalz/Gemeinschaftsstand
E-Mail: ulber@mv.uni-kl.de und tippkoetter@mv.uni-kl.de