(August 2017) Im „Lab of the future“ am Fachgebiet Bioverfahrenstechnik sollen Entwicklungszeiten zur Herstellung von Medikamenten und anderen biologischen Produkten drastisch verkürzt und Kosten extrem gesenkt werden. Möglich wird das durch die vollständige Digitalisierung der Prozesse.

Die Entwicklung von neuen Prozessen zur Herstellung von Antibiotika oder Krebsmedikamenten ist langwierig und teuer. „Zehn bis 15 Jahre vergehen heute, bis ein neues Produkt auf dem Markt ist, und Investitionen in Milliardenhöhe sind keine Seltenheit“, sagt Prof. Dr. Peter Neubauer, Leiter des Fachgebietes Bioverfahrenstechnik. Er hat deshalb ein Labor entwickelt, in dem er die Entwicklungszeiten drastisch verkürzen und damit die Kosten extrem senken möchte. Der Weg zu diesem Ziel: die Prozesse zur Entwicklung eines innovativen Bioprodukts werden vollständig automatisiert. Manuell durchgeführte Laborarbeiten, selbst die manuelle Planung und Auswertung der Experimente sollen der Vergangenheit angehören. Das „Lab of the future“ befindet sich auf dem TU-Campus in der Ackerstraße in Berlin-Wedding.

Herzstück des Labs sind derzeit zwei Roboter: Einer ist für die gesamte Analytik zuständig, der andere kümmert sich um die Kultivierung der Zellen. Dieser Roboter enthält ein Minibioreaktorsytem mit 48 Kulturgefäßen, für die die Kultivierungsbedingungen jeweils einzeln festgelegt werden können. Damit sind 48 voneinander unabhängige Experimente gleichzeitig möglich. Kultivierung und Analytik sind im „Lab oft the Future“ nicht mehr zeitlich voneinander getrennt.

Was im „Lab of the future“ geschieht, revolutioniert die Bioprozesstechnologie. Zwar werden Roboter bereits heute in Laboren eingesetzt, aber diese „beherrschen“ meist nur einen Prozessschritt. Entweder können sie Zellen kultivieren oder Zellen zerstören, um an Inhaltsstoffe heranzukommen, oder sie können Proben analysieren. Der Ansatz von Peter Neubauers Team ist es, all diese Schritte in einem Roboter zu integrieren und diesen durch intelligente Computersysteme zu steuern.

„Mit dem Forschungsprojekt ‚AutoBio‘ begannen wir 2012 unsere Forschungen am Aufbau des ‚Lab of the future‘. Es gab damals keine Anlagen, Ansätze oder Arbeiten, die eine Integration und Automatisierung aller Schritte bei der Entwicklung von Bioprozessen zur Herstellung von innovativen Bioprodukten wie etwa Enzyme, die zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden, ermöglichte. Unser Ansatz ist neu und weltweit einmalig. Nach vier Jahren Forschung haben wir jetzt in den EU-Projekten ‚LeanProt‘ und ‚BioRapid‘ mit unserem ‚Lab of the Future‘ einen ersten Beweis erbracht, dass eine vollständige Digitalisierung und Automatisierung in der Bioverfahrenstechnik möglich ist“, sagt Prof. Dr. Peter Neubauer.

Quelle Text: TU Berlin

Quelle Bild: © TU Berlin/PR/Felix Noak