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Die Netzwerkidee

Der Begriff "Zellkultur 2.0" drückt die Vision aus, neuartige Produktionsverfahren in der Zellkultur zu entwickeln, die vollkommen auf die individuellen Bedürfnisse von Zellen abgestimmt sind. Im Gegensatz zu den heutigen Verfahren, die maßgeblich durch Arbeitszeiten und Umgebungsbedingungen des Laborpersonals und der Laborgeräte geprägt sind, sollen zukünftige Zellkulturprozesse durch das Wachstums- und Syntheseverhalten der Zellen gesteuert werden und einen umfangreicheren industriellen Einsatz von Zellkulturen vorbereiten. Um diese Vision umzusetzen, bringt Zellkultur 2.0 Spezialisten aus den verschiedenen Arbeitsgebieten, Entwickler der benötigten Technologien und Anwender, an einen Tisch mit dem Ziel, gemeinsam Ideen für hochinnovative Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln.

Das Netzwerk kann seiner Aufgabe nur gerecht werden, wenn es die Grenzen der bisherigen Zellkultur überschreitet. Aus diesem Grund sind neben den Firmen und Forschungseinrichtungen, die ohnehin schon mit Zellkultur befasst sind, auch Firmen aus dem Umfeld einbezogen. Weitere Partner werden im Laufe der Netzwerkarbeit in Kooperationsprojekte integriert werden. Die Größe der Netzwerk-Teilnehmer ist für den Erfolg des Netzwerkes weniger entscheidend, als die innovative Kraft, die sich aus ihrer Kombination ergibt.

Das Ziel

Aufgabe des Netzwerks und seiner Partner ist es, innovative Technologien und Dienstleistungen für die Anforderungen, die sich in Verbindung mit Zellkultursystemen und -produkten ergeben, zu entwickeln und gemeinsam prototypisch umzusetzen. Thematisch fokussiert sich das Netzwerk Zellkultur derzeit auf drei Gebiete:

Automatisierung von Analytik, Prozesskontrolle, und -regelung
Typischerweise werden bei vielen Zellkultur-Anwendungen Glucose, Lactat, pH-Wert, Sauerstoffgehalt und weitere für das Wachstum der Zellen relevante Parameter vollautomatisch bestimmt. Darüber hinaus werden in der Forschung oftmals auch Metabolite, Enzyme, Hormone etc. gemessen. Die vollautomatische Bestimmung derartiger Parameter und die Modellierung der im Bioreaktor ablaufenden Prozesse stehen erst am Beginn der Entwicklung. Für einen breiten Einsatz der Zellkultur sind aber eine zumindest halbautomatische Definition von Prozesskorridoren und eine Optimierung der Prozessregelung notwendig. Das Netzwerk beschäftigt sich daher mit neuen Verfahrens- und Gerätekonzepten die eine automatische Bestimmung unterschiedlichster Parameter und eine auf die spezifischen Bedürfnisse der Zellkulturen abgestimmte Prozessregelung beinhalten.

Verfahren und Geräte für die Automatisierung von Zellkultur-Prozessen
Das Generieren, Erhalten und Vermehren von Zelllinien ist heutzutage ein noch immer von vielen manuellen Schritten geprägter Prozess. Im Laboralltag ist dieser Ansatz fehleranfällig und bindet oftmals die Kapazität von Mitarbeitern für Routinearbeiten.
Auch die Bestimmung von Menge und Funktion von in Zellen produzierten Proteinen erfolgt nach wie vor händisch. Im Netzwerk Zellkultur 2.0 werden aktuell Forschungs- und Entwicklungsprojekte erarbeitet, die eine weitgehende Automatisierung vieler Zellkulturschritte ermöglichen. Dabei wird es Lösungen geben, die den Laboralltag vereinfachen und andere, die sich auf die automatisierte Herstellung von großen Zellmengen oder Zellprodukten fokussieren.

Zellkulturen in medizinischen Anwendungen unter GMP-Bedingungen

Für die medizinische Anwendung von Zellkulturen, z.B. die Nutzung autologer Zellen im Tissue Engineering oder neue Verfahren der Tumor-Behandlung, besteht ein Bedarf an geschlossenen Single-Use-Systemen, die GMP-Anforderungen entsprechen. Die Herausforderung bei der Verwendung autologer Zellen ist, dass während des Herstellprozesses eine separate Handhabung jeder Produktionscharge erfolgen muss, um eine Kreuzkontamination zwischen Zellchargen verschiedener Patienten zu verhindern. Aus diesem Grund kann eine direkte Parallelisierung von Prozessschritten, ohne räumliche und zeitliche Trennung, oft nicht umgesetzt werden. Heutzutage werden die meisten Prozessschritte, sowohl in der Herstellung als auch in der Qualitätskontrolle, manuell durchgeführt. Die hohe Komplexität der Prozesse erfordert eine Durchführung der Arbeiten in GMP-Laboren mit hohen Reinheitsklassen und unter Einsatz von hochqualifiziertem Personal. Dies verursacht sehr hohe Kosten, die vielen Firmen den Marktzugang erschwert. Das Netzwerk soll sich daher auch mit Konzepten beschäftigen, die eine apparative Lösung für die Herstellung von Zellkulturen für medizinische Anwendungen ermöglicht. Das primäre Ziel ist dabei die Senkung der heute hohen Herstellungskosten. Der Einsatz von vollständig gekapselten und vollautomatischen Geräten kann eine Produktion in Räumen geringerer Reinheitsklassen ermöglichen und den Bedarf an hochqualifiziertem Personal reduzieren.

Das Netzwerk

Das Netzwerk besteht aus meist mittelständischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus dem breiten Umfeld der Life Sciences. Insbesondere technologieorientierte mittelständische Unternehmen erhalten aus dem Netzwerk positive Impulse zur Stärkung ihrer Wettbewerbsfähigkeit im nationalen und internationalen Umfeld.

Durch Vernetzung und Einbeziehung von weiteren Akteuren wird das Netzwerk weiter auf- und ausgebaut und steht auch für neue Partner offen.

Das auf Initiative der Ellwanger EurA AG neu gegründete Netzwerk "Zellkultur 2.0" wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi).

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Ein Kompetenznetzwerk der
EurA AG
Max-Eyth-Straße 2
73479 Ellwangen

Ihr Ansprechpartner:
Dr. Andrea Staudler
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