06.05.2021

DNA-Speicher aus Glas: Österreicher für Europäischen Erfinderpreis nominiert

2020 wurde die erste Episode der Netflix-Serie „Biohackers" - eine 100 MB große Videodatei - erfolgreich auf DNA gespeichert.
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Wendelin Stark und Robert Grass sind für ein Speicherverfahren auf Basis von DNA für den Europäischen Erfinderpreis nominiert. © Europäisches Patentamt
Wendelin Stark und Robert Grass sind für ein Speicherverfahren auf Basis von DNA für den Europäischen Erfinderpreis nominiert. © Europäisches Patentamt

Der Österreicher Robert Grass und der Schweizer Wendelin Stark haben einen kompakten Datenspeicher „für die Ewigkeit“ entwickelt. Das Verfahren ist angelehnt an in Fossilien konserviertes Erbgut. Die beiden Forscher versiegeln Daten in DNA-Form in winzigen Glaskugeln. Als „synthetisches Fossil“ können die Daten dann über Jahrtausende aufbewahrt werden. Dafür sind Grass und Stark nun für den Europäischen Erfinderpreis 2021 nominiert.

So groß wie ein USB-Stick

Der Europäische Erfinderpreis wird jährlich vom Europäischen Patentamt für herausragende patentierte Lösungen vergeben. Die Patentierung ermöglicht es, Forschung in die Anwendung in Unternehmen zu bringen. “Ein DNA-Speicher, so groß, wie ein USB-Stick. Darauf ist Erbgut für eine halbe Ewigkeit gespeichert, oder eine Million Netflix Folgen. Beides geht sich aus. Das finden sicher nicht nur Serien-Junkies genial“, sagt die österreichische Patentamtspräsidentin Mariana Karepova. „Robert N. Grass ist überzeugt, dass seine Erfindung bald vermarktet wird und von den Menschen genutzt wird. Genau deswegen steht sein Patent mit auf dem Podest.“

Herausforderung: DNA stabil machen

Grass und Stark forschen beide an der ETH Zürich, an der sie sich 2004 kennengelernt hatten. Sie beschäftigen sich seit Jahren mit der Fähigkeit von DNA zu Schreiben (Synthese) und zu Lesen (Sequenzierung). DNA kann so zusätzlich zur Speicherung genetischer Informationen zur Aufbewahrung von Daten genutzt werden. Digitale Daten werden in solchen Verfahren in eine Sequenz der vier DNA-Basenpaare umgewandelt. Lange war allerdings das Problem, dass ungeschützte DNA-Stränge nicht haltbar sind und sich zersetzen. „Die Herausforderung war klar: DNA stabil zu machen“, erklärt Grass. „Fossilien erwiesen sich als der richtige Weg. Daher untersuchten wir die chemische Struktur von Glasablagerungen auf der DNA, was uns schließlich zu der Verkapselungstechnologie führte.“

Daten 2.000 Jahre lagern

Mit der neuen Methode konnte das Team von Grass eine fehlerfreie Datenwiederherstellung nach einer einwöchigen Lagerung bei 70 °C erreichen. Dieser Zeitraum bei erhöhter Temperatur entspricht der Umwelteinwirkung von 2.000 Jahren Lagerung bei durchschnittlichen Temperaturen in Mitteleuropa. 2016 gründeten Grass und Stark das Spinoff Haelixa und 2018 wurde für ihre Erfindung das europäische Patent erteilt. Bisher wird ihr Glasspeicher vor allem zum Tracking etwa von Produkten eingesetzt, da die winzigen DNA-haltigen Partikel nahezu überall aufgebracht werden können. Bekannter wurde das Verfahren 2020, als die erste Episode der Netflix-Serie „Biohackers“ – eine 100 MB große Videodatei – erfolgreich auf DNA gespeichert wurde.

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Die Aitiologic-Gründer (v.l.n.r.): Andreas Posch, Stephan Beisken und Achim Plum | (c) Aitiologic

Im Oktober 2024 verließ das Wiener Startup Aitiologic den „Stealth Mode“. Damals hatte es 2,5 Millionen Euro an Investments und Förderungen eingesammelt. Jetzt folgt eine Seed-Finanzierung über 6,4 Millionen Euro, wie das Unternehmen am Dienstag bekannt gab.

Angeführt wird die Runde von den Healthcare-Investoren Heal Capital und Ananda Impact Ventures. Die bisherigen Investoren Push VC und Lana Ventures sind wieder dabei. Dazu kommen laut Startup mehrere Biotech-Gründer, die bereits Börsengänge und Exits hinter sich haben.

Ein Bluttest, der zeigt, was im Gewebe passiert

Aitiologic entwickelt die Plattform „Aitios“. Sie untersucht zellfreie DNA im Blut und wertet die Daten mit KI aus. Das Ziel: Aus einer normalen Blutprobe soll sich ablesen lassen, aus welchem Gewebe die DNA stammt und was dort gerade passiert. Die Technologie geht auf Forschung von Gründer und CEO Andreas Posch bei Siemens Healthineers zurück. Aitiologic hat sie exklusiv lizenziert.

2024 sprach das Startup noch allgemein von Krebs- und Pränataldiagnostik. Nun ist die erste Anwendung klar: die Risikoabschätzung für Präeklampsie im ersten Schwangerschaftsdrittel. Die Bluthochdruck-Erkrankung betrifft laut Aussendung geschätzt drei bis acht Prozent aller Schwangerschaften. Sie ist eine der wichtigsten Ursachen für Todesfälle von Müttern und Föten weltweit. Aitiologic will dafür dieselbe Blutprobe nutzen, die ohnehin für den nicht-invasiven Pränataltest (NIPT) abgenommen wird. Eine zusätzliche Blutabnahme wäre also nicht nötig.

Eine erste Studie mit Kypros Nicolaides und dem Fetal Medicine Research Institute habe gezeigt, dass sich damit das Präeklampsie-Risiko einschätzen lässt, so das Startup. Jetzt läuft eine größere Studie mit der Fetal Medicine Foundation, an der mehr als 1.000 Schwangere teilnehmen. „Wir sind von einer Technologie-Hypothese zu publizierten klinischen Daten gekommen“, sagt Posch. Das frische Kapital soll in diese Studie und in die Produktentwicklung fließen.

Oxford-Nanopore-Mitgründer im Beirat, neue Chief Medical Officer

Mit der Finanzierung holt Aitiologic zwei bekannte Namen an Bord. Gordon Sanghera hat Oxford Nanopore Technologies mitgegründet, ein britisches Unternehmen für DNA-Sequenzierung. Er führte es 21 Jahre lang als CEO, vom Spinoff der Universität Oxford bis zum Börsengang in London. In der Aussendung wird er als „Pionier der Molekulardiagnostik“ bezeichnet. Für Aitiologic ist das relevant, weil die eigene Plattform auf der Sequenzierung von DNA aus dem Blut aufbaut: Sanghera bringt also Erfahrung mit dem Aufbau, der Finanzierung und der Skalierung genau dieser Art von Technologie mit. Er investiert in die Runde und wird Mitglied des Beirats. Die ersten klinischen Daten von Aitiologic seien „sehr ermutigend“, sagt Sanghera.

Neue Chief Medical Officer ist Rebecca Ertl. Sie ist Fachärztin für Gynäkologie und Geburtshilfe und hat ein nach eigenen Angaben führendes Zentrum für Pränataldiagnostik in Österreich gegründet. Bei Aitiologic verantwortet sie die medizinische Strategie, zunächst für das Präeklampsie-Programm. Ertl nennt bereits ein mögliches nächstes Thema: Man prüfe, ob der Bluttest auch bei Schwangerschaftsdiabetes früher Hinweise liefern könne.

Neben dem Risikokapital erhält Aitiologic Förderungen von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), der Austria Wirtschaftsservice (aws) und der Wirtschaftsagentur Wien. Dazu kommt Unterstützung über den Europäischen Investitionsfonds (EIF) im Rahmen von InvestEU. Zugelassen ist die Plattform noch nicht, sie befindet sich weiterhin in der Entwicklung.

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