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Berliner Forscher entwickeln Minilabor auf einem Chip

Die Gentechnik weckt große Hoffungen - nicht nur für die Behandlung von Krankheiten, sondern auch für deren Diagnose. Berliner Forscher haben für die Produktion von Diagnosechips ein neues Verfahren entwickelt.

DÜSSELDORF. Genchips sind die Minilabors der Zukunft: Auf wenigen Quadratmillimetern Glasfläche laufen hunderte Tests nebeneinander ab. Ein Verfahren mit dem noch winzigere Mengen von Proteinen als bisher auf einem Diagnosechip untergebracht werden können, hat das Berliner Biotech-Unternehmen Scienion entwickelt. Das Neue an der Chip-Plattform ist die spezielle Oberfläche der Glasplättchen. Auf ihr können Biomoleküle - Gene oder Proteine - in definierter Anzahl und Dichte hochpräzise positioniert werden können. Die Technologie ist patentiert.

"Die Biomoleküle sind in winzigen an der Chipoberfläche verankerten Tröpfchen enthalten, die wie wandfreie Reaktionsgefäße wirken", erläutert Dr. Holger Eickhoff, Gründer und Vorstand des Biotech-Unternehmens. Alle für die Genomforschung und Medikamentenentwicklung wichtigen Klassen von aktiven Biomolekülen - DNA, Proteine und Wirkstoffkandidaten - können so gebunden werden. Die Technik spart Geld, denn wegen der geringen Tröpfchengröße braucht man unter Umständen nur ein Tausendstel der Menge an Prüfsubstanzen. Eickhoff nennt einen weiteren Vorteil der Tropfentechnologie: Während bei den üblichen Kunststoffgefäßen die untersuchten Moleküle oft an den Kunststoffwänden haften blieben, seien mit den wandlosen Chips genauere und besser wiederholbare Untersuchungsergebnisse möglich.

Mehrere Hundert Moleküle auf einem Chip

Das Berliner Unternehmen hat sich auf die Entwicklung von Chips spezialisiert mit denen künftig individuell Krankheiten wie Rheuma, Asthma oder Herz- und Kreislauf-Leiden diagnostiziert werden können. Auf einem einzigen Chip soll in Zukunft die biologische Funktion von tausenden Molekülen gleichzeitig untersucht werden können. Wird das Blut eines Patienten auf einen Chip getröpfelt, läßt sich so dessen genetische Veranlagung für bestimmte Krankheiten checken.

Die Lizenz für das Verfahren hat das Jungunternehmen vom Max- Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin-Dahlem erhalten, an dem drei der Gründer zuvor die neue Oberfläche der Chips mitentwickelt haben. Obwohl erst im Frühjahr 2001 als Spin-off gestartet, hat Scienion bereits die ersten Produkte in Form von DNA- und Protein-Biochips auf dem Markt. Das Unternehmen fertigt rund 100 Chips pro Tag, teils auch für andere Biotechfirmen und Forschungslabors. Vom Design über Produktion bis hin zur Analyse und Auswertung der Daten könne alles übernommen werden, sagt Eickhoff selbstbewusst.

Bereits 2005 will das Berliner Unternehmen einen erheblichen Anteil am rapide wachsenden Biochip-Markt besitzen. Heute beträgt der weltweite Umsatz mit Genchips geschätzte 874 Mill. $. In drei Jahren sollen es nach Angaben der US-Unternehmensberatung Frost & Sullivan über 2,6 Mrd. $ sein.

Die Wirksamkeit von Arzneimittel testen

Vor allem die Pharmaindustrie kauft die Gen-Chips, um mit ihnen effizienter Medikamente entwickeln zu können. Auf Screening-Chips werden nicht nur 1000, sondern 15 000 bis 25 000 Gene untergebracht. "So können die Auswirkungen von neuen Wirkstoffen schneller ermittelt werden", sagt Klaus Lindpaintner, Chef-Genetiker des Schweizer Pharma-Konzerns Hoffmann-La Roche in Basel. Man könne etwa auf dem Genchip sehen, ob Substanzen, die Entzündungen hemmen sollen, solche Gene in ihrer Aktivität beeinflussen, die den Entzündungsprozess verursachen. "Dafür hätten wir früher wochenlange Tierversuche gebraucht", sagt Lindpaintner.

Rund 100 Firmen, an der Spitze die kalifornische Affymetrix, teilen sich derzeit den Genchip-Markt. Zu den laut Frost & Sullivan zehn deutschen Marktteilnehmern zählen der Freiburger Analytik-Spezialist GeneScan Europe und die Jenaer Clondiag. Das Ebersberger Unternehmen MWG-Biotech vertreibt einen Chip, der alle Gene des Chromosoms 21 enthält, wie die Firma berichtet. Er soll die Erforschung der Erbkrankheit Trisomie 21 erleichtern.

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