Für die wirtschaftliche Nutzung biologischer Sensoren wird am Fraunhofer IPA eine
Technologie entwickelt, die automatisiert zellbasierte Biosensoren produziert. Solche
Sensoren könnten dann Maschinen beispielsweise einen Geruchssinn verleihen. Validiert
wird die Plattform zunächst an einem Produkt des kalifornischen Start-ups Koniku. Es
soll später aber auch für andere Anwendungen einsetzbar sein. IPA-Projektleiter Martin
Thoma fasst die Innovation so zusammen: »Wir entwickeln im Grunde ein generisches
Werkzeug, das es mittelfristig ermöglichen soll, zellbasierte biologische Sensoren für
die industrielle Nutzung zu produzieren.« Biologie und Technik verschmelzen.
Gefördert wird das Projekt unter anderem vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium.
Mit biointelligenten Produkten und den damit verbundenen Produktionstechnologien
können sich für den Innovations- und Industriestandort Baden-Württemberg
neue Wertschöpfungspotenziale ergeben. Diese sollen mit dem Projekt für die Wirtschaft im Land erschlossen werden.
Um die gezielte Entwicklung eines wirtschaftlich nutzbaren Produktes zu ermöglichen,
wird das Fraunhofer IPA ein Screening-Verfahren zur Rezeptorauswahl und zur zuverlässigen automatisierten Produktion von sogenannten transfizierten Zellen entwickeln, das sind Zellen, in die Fremd-DNA oder RNA eingebracht wird.
Das amerikanische Unternehmen Koniku kultiviert seit einigen Jahren solche Zellen, in
die auf kleinen autonomen optischen Ausleseeinheiten Geruchsrezeptoren eingebracht
werden. Die Zellen können über einen längeren Zeitraum am Leben und funktionsfähig
gehalten werden, um winzige Partikel aus der Umgebung zu detektieren. Allerdings
gibt es in diesem Forschungsfeld noch viele offene Fragen.
Um den richtigen Geruchs-Rezeptor für eine spezifische Anwendung zu ermitteln,
müssen mehrere tausend Rezeptoren und deren Kombination gescreent werden.
Damit diesen Vorgang wirtschaftlich wird, ist eine Plattform notwendig, die es ermöglicht,
Zellen automatisiert zu modifizieren, also zu transfizieren, um sie anschließend
auf ihre spezifische Reaktion auf Gerüche und Geschmäcker zu untersuchen.
Mit einer solchen Transfektions- und Screening-Plattform wäre es möglich, die Zellen
sehr schnell auch für verschiedene Geruchsreize zu modifizieren und so weitere Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die medizinische Diagnostik, zu erschließen.
»Besonders freue ich mich darauf, unsere Konikore-Technologie in ein paar Jahren
überall einsetzen zu können«, so Koniku-Gründer Osh Agabi, »eine Lösung, die
Menschen helfen kann, Krankheiten in den frühesten Stadien zu erkennen oder auszuschließen.
Natürlich gibt es noch Hürden, aber Schritt für Schritt nähern wir uns
diesem Ziel. Die Partnerschaft mit dem Fraunhofer IPA ist ein weiterer wichtiger
Meilenstein auf dieser Reise.«

wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dipl.-Phys. Martin Thoma | Telefon +49 711 970-1336 | martin.thoma@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA | www.ipa.fraunhofer.de

idw 2019/07