25.03.2025
FOOD & HEALTH

Wie Biotechnologie Ernährung und Behandlung von Krankheiten verändern wird

J. Christopher Love vom MIT in Massachusetts, USA, forscht an Lösungen für globale Probleme wie Behandlung von Krankheiten und Nahrungsmittelproduktion. Sein Stichwort dabei: Biotechnologie.
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J. Christopher Love, Biotechnologie
© MIT - J. Christopher Love vom MIT.

J. Christopher Love ist Mitglied des „Koch Institute for Integrative Cancer Research“ am MIT (Massachusetts Institute of Technology). Außerdem ist er assoziiertes Mitglied am „Broad Institute“ sowie am „Ragon Institute“ von MGH (Massachusetts General Hospital), MIT und Harvard. Er erwarb einen Bachelor of Science in Chemie an der University of Virginia und promovierte in physikalischer Chemie an der Harvard University.

Biotechnologie im Wandel

Seine Forschung konzentriert sich auf die Weiterentwicklung von Ansätzen der nächsten Generation für eine zugängliche und erschwingliche Bioproduktion und auf Einzelzellanalysen bei chronischen Krankheiten wie Krebs und Nahrungsmittelallergien. Er war 2015 als „Distinguished Engineer in Residence“ bei Biogen tätig und ist Gründungsdirektor des „Alternative Host Research Consortium“ am MIT. Er hat außerdem vier Unternehmen für biopharmazeutische Dienstleistungen und Technologien mitbegründet, darunter Honeycomb Bio, OneCyte Bio und Sunflower Therapeutics.

„Große Chance“

Liest man sich die Publikationen von Love durch, so merkt man, dass sein Spezialgebiet , die Biotechnologie, großflächige Veränderungen durchläuft und so Einfluss darauf ausüben wird, wie wir Lebensmittel produzieren, Energie nutzen und Krankheiten behandeln – so seine Message. Love spricht dabei von völlig neuen Wegen, um globale Herausforderungen zu bewältigen.

Denn nicht nur die wachsende Weltbevölkerung und die steigende Nachfrage nach Lebensmitteln setzen die traditionellen Landwirtschafts- und Viehzuchtmethoden unter Druck, auch die Forderung von Konsument:innen nach nachhaltiger Produktion trägt ihres dazu bei. Durch Fortschritte in der synthetischen Bio- und Fermentationstechnologie könnten alternative Proteinquellen entwickelt werden.

„Das ist eine große Chance“, sagt Love, „verschiedene Produkte zu nutzen, um die Herstellung zu revolutionieren, indem wir biologische Prozesse gezielt steuern und Organismen für die Produktion einsetzen. In den letzten 15 bis 20 Jahren haben sich diese Ansätze erheblich weiterentwickelt. Früher haben wir uns darauf beschränkt, Biotechnologie nur in Bereichen wie Bier- und Weinherstellung zu nutzen. Heute können wir damit Materialien für Kleidung, Lebensmittel und Medikamente herstellen – ein enormer Fortschritt.“

Diese Entwicklungen würden, dem Forscher nach, alles betreffen, von mRNA-Technologien über Zelltherapien bis hin zu chemischen Prozessen. Sie könnten die Biotechnologie grundlegend verändern – ähnlich wie es die chemiebasierte Produktion einst getan habe.

Nachhaltige Produktion

„Für die Herstellung von ‚prepared food‘ werden Zutaten wie Milchproteine benötigt“, so Love weiter. „In der Zukunft könnten alternative Proteinquellen verwendet werden, die ähnlich wie Fleisch schmecken. Das ist jetzt bereits möglich. Die Herausforderungen liegen in der Fähigkeit, diese Produkte in ausreichender Menge zu produzieren und dabei die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Trotz wachsender Beliebtheit gibt es aber weiterhin Herausforderungen bei der Innovation und Weiterentwicklung dieser Technologien.“

Loves Erfahrung nach zeigen jedoch große Unternehmen bereits starkes Interesse an der Nutzung von Biotechnologie, wobei sie wohl vorerst in kleineren Maßstäben übernommen werde. Das Potential für eine breitere Anwendung wachse jedoch, so seine Sichtweise.

Biotechnologie als Kostensenkungs-Tool für Medizin

Loves Arbeiten haben neben der Lebensmittelthematik auch den Fokus auf die Behandlung von Krankheiten. Besonders biopharmazeutische Produkte und Injektionen seien von entscheidender Bedeutung in der Medizin, insbesondere bei der Behandlung von Krankheiten wie Krebs, Autoimmun- und infektiösen Erkrankungen. Die Herstellung dieser Produkte habe sich, dem Wissenschaftler nach, erheblich verbessert. Insulin war eines der ersten Produkte, das 2021 in großem Maßstab hergestellt wurde, ebenso wie Antikörper. Die Fortschritte in der Biotechnologie hätten es ermöglicht, solche Behandlungen auf breiterer Basis anzubieten. Nun müsse man den nächsten Schritt gehen.

Für Love ist es nämlich eine wichtige Frage, wie Biotechnologie verwendet werden kann, um Medikamente erschwinglicher zu machen: „Es gibt absolut erstaunliche Möglichkeiten, diese Werkzeuge auch für andere therapeutische Ansätze zu nutzen, wie etwa die frühzeitige Erkennung von Krebs, postoperative Behandlungen oder sogar die Entdeckung von Krankheiten in frühen Stadien. Große Industrien haben sich entwickelt, um Blutproben zu verwenden, damit sie kleine Fragmente von DNA erkennen, um den Zustand von Krebserkrankungen zu diagnostizieren“, sagt er.

Das Zeitfenster

„Eine Hürde herbei ist, dass kleine Mengen von Biomarkern (Anm.: messbare Indikatoren im Körper, die auf bestimmte Zustände oder Krankheiten hinweisen) schnell vom Körper zerstört werden. Ein Kontrastmittel, das wir vor der Untersuchung injizieren können, könnte helfen, sie im Kreislaufsystem zu stabilisieren und ihre Zeit im Körper zu verlängern. Es gibt nur ein kleines Zeitfenster, in dem diese Biomarker effektiv genutzt werden können. Wenn wir in der Lage sind, dieses Zeitfenster zu verlängern, könnte das erhebliche Auswirkungen auf die Diagnostik haben“, so Love.

Er denkt hier dabei daran, diesen diagnostischen Prozess in die Routineversorgung zu integrieren: „Unser Ziel ist es, diese Marker als primäre Diagnosemethode etwa eine Stunde vor der Untersuchung zu injizieren, ähnlich wie bei Hämoglobinmessungen in Kliniken.“

Love wird seine Ideen zur Biotechnologie und ihrer Rolle bei der Bewältigung globaler Herausforderungen für Interessierte auf der MIT-Konferenz am 26. und 27. März in der WKÖ in Wien vorstellen.

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Lilly Eichinger, Gründerin und CEO von Satellives: Der erste Flug ihres modularen Satelliten ist für Q1 2029 geplant. | (c) brutkasten / Haris Dervisevic

Wer heute im All etwas anderes vorhat als Erdbeobachtung oder Kommunikation, stößt schnell an eine Wand. „Wenn du irgendetwas im All machen willst, egal ob Experimente, Manufacturing, Datenspeicherung oder eine Plattform für Quantenkommunikation, dann hast du keine Infrastruktur“, sagt Lilly Eichinger, Gründerin und CEO von Satellives. „Es gibt kaum Plattformanbieter.“ Bisher führe der Weg für solche Missionen im Wesentlichen über die ISS. Deren Betrieb soll 2030 enden, kommerzielle Nachfolgestationen sind in Entwicklung, aber noch keine im Regelbetrieb.

In diese Lücke will das Tullner Startup. Der Ausgangspunkt war das Ergänzungsstudium Extended Studies on Innovation am Innovation Incubation Center (i²c) der TU Wien, wo Eichinger die Idee entwickelte. Kunst und Philosophie hatte sie vor ihrem Physik- und Architekturstudium in Wien studiert.

Der Leporello-Satellit

Das Produkt ist ein flacher Satellit, der aus einzelnen Einheiten besteht: den Tiles, jede fünf Zentimeter hoch und etwa so groß wie eine Pizzaschachtel. „Es sieht aus wie Kacheln, im Grunde wie Solarpaneele, die sich im Orbit entfalten“, sagt sie. „Aber es sind keine Solarpaneele. Es sind voll funktionsfähige Satelliten.“

Der Kniff steckt im Scharnier. Die Einheiten sind verbunden und übereinander gestapelt, ähnlich einem Leporello. Gestapelt passen sie in einen handelsüblichen CubeSat-Dispenser, was die Startkosten drückt. Im Orbit entfalten sie sich zu einer langen Kette: „Wir nennen sie Mosaics Satellites.“

Ein Mosaic von Satellives | (c) Satellives

Der technische Kernclaim betrifft Energie. Pro Einheit könne man bei gleichem Gewicht viermal so viel Energie speichern wie ein durchschnittlicher CubeSat, sagt Eichinger. Der Wert beruht auf eigenen Berechnungen und ist im Flug nicht demonstriert. „Das Einzige, was es im All unbegrenzt gibt, ist Energie.“ Nur lasse sie sich kaum nutzen: Bei CubeSats sei nicht das Einsammeln das Problem, sondern der fehlende Platz für Batterien. Wer energiehungrige Missionen fliegen wolle, habe deshalb nur schlechte Optionen. „Entweder du baust einen 50-Millionen-Dollar-Satelliten, was fast niemand kann, oder du kannst es nicht.“

Dazu kommt Modularität. „Die meisten Satelliten sind One-Trick-Ponys“, sagt Eichinger. An die Plattform lassen sich dagegen Produktionsboxen andocken. Zwei Tiles würden nach ihrer Rechnung reichen, um einen kleinen 3D-Drucker dauerhaft zu versorgen und gleichzeitig als Plattform für Quantenkommunikation oder Datenspeicherung zu dienen.

Flache Satelliten an sich sind nicht neu, das räumt Eichinger ein: Starlink stapelt sie längst, weil sich so Startkosten sparen lassen. Neu sei die Kombination aus flachem Formfaktor und echter Modularität. Das Patent dafür ist nach ihren Angaben bei der WIPO und in Österreich angemeldet, zunächst bewusst auf ihren Namen und nicht auf die Gesellschaft. Ende Juli wurde es an die Gesellschaft übertragen. Ab einem gewissen Punkt, sagt sie, mache staatsnahe oder fremdgehaltene IP ein Unternehmen für Investor:innen unattraktiv.

Gegen den Hype

Rechenzentren im Orbit sind für Satellives selbst ein Zielmarkt. Beim Hype darum bremst Eichinger trotzdem. „Alle sagen: Bringt die Datenspeicher ins All, dort ist es kalt. So funktioniert das nicht.“ Kühlung sei auch oben nötig. Wäre das der einzige Punkt, sagt sie, bräuchte es den Orbit gar nicht: „Warum bringt man die Daten dann nicht in die Arktis? Dort kann man sie kühlen.“ Der größte Engpass sei das Wärmemanagement: Im Vakuum lasse sich ein Rechenzentrum nur schwer kühlen. Dazu kämen Verarbeitung und Downlink per Laserkommunikation, beides brauche kontinuierlich hohe Energie. Ein riesiges und künftig sehr relevantes Geschäftsfeld sei es dennoch.

Satellives-Gründerin Lilly Eichinger im Gespräch mit brutkasten-Chefredakteur Martin Pacher. (c) brutkasten / Haris Dervisevic

Verglühen lassen will sie nichts. „Wir planen, zu 100 Prozent nachhaltig zu operieren.“ Der übliche Wiedereintritt am Missionsende erzeuge giftige Gase. „Okay, nicht ein einzelner CubeSat. Aber wenn es eine Million sind oder zehntausend im Jahr, dann summiert sich das.“ Beschädigte Tiles sollen stattdessen über einen Reentry-Service zurückkommen und recycelt werden.

Kapitalbedarf

Firmensitz ist Tulln, weil Satellives über das AplusB-Scale-up-Programm vom accent Inkubator begleitet wird, bis Ende Januar 2027. Das Headquarter soll langfristig in Wien liegen. Das Kernteam umfasst laut Website vier Personen: neben Eichinger als CEO ein Technical Co-Founder, ein Operations Co-Founder und eine weitere Person im Bereich Operations.

Der Kapitalbedarf: rund 1,6 Millionen Euro für 18 Monate. Die Hälfte davon soll aus Förderungen und von Business Angels kommen. „Wir arbeiten da gerade wirklich zehn Stunden am Tag dran“, sagt Eichinger. Erst mit dem Geld könne man Ingenieur:innen einstellen und vom Prototyping in den echten Bau wechseln. Dazu sucht das Startup 25.000 bis 50.000 Euro für die Patentanmeldung in weiteren Ländern.

Das Ziel: zwei Einheiten, erste On-Orbit-Demonstration in Q1 2029, die bereits Pilotkund:innen bedienen soll. Das Fernziel formuliert sie größer. „Österreich kann für Space das werden, was Estland für die Digitalisierung ist. Es ist ein kleines Land, niemand hätte erwartet, dass Estland zum digitalen Hub wird. Aber sie sind es geworden, und sie rocken es.“

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