Gentechnik 06.04.2001, 17:29 Uhr

Schatzsuche im Erbgut

Ohne Biochips ist die Analyse der Funktion von Genen und Proteinen undenkbar. Mit neuen Anwendungen wollen deutsche Biotech-Firmen lukrative Nischen in einem stark wachsenden Weltmarkt besetzen.

Besorgt stellt der Arzt fest, dass der Blutdruck des Patienten immer noch gefährlich hoch ist, obwohl er ein Blutdruck senkendes Medikament einnimmt. „Wir machen jetzt einen DNA-Test bei Ihnen“, schlägt er vor. Ein Pikser in den Finger. Der hervorquellende Blutstropfen wird auf einem schmalen Einwegträger aufgefangen und in ein Laborgerät zur Auswertung geschoben.
Herzstück des Trägers ist ein daumennagelgroßer Glaschip, auf dem bestimmte Stücke DNA angeordnet sind, die wie molekulare Angelruten sich die passenden Gegenstücke aus der Blutprobe herausfischen. Mit einem Laserstrahl wird die angekoppelte DNA als Fluoreszenzsignal detektiert, das genetische Muster wird von einem Computer identifiziert und ausgewertet.
Ergebnis: Der Patient gehört einem Genotyp an, der gewisse Arzneiwirkstoffe schlecht verträgt. Das Medikament schlägt nicht an, weil bestimmte Enzyme durch eine genetische Variation eine verringerte Aktivität aufweisen. Der Arzt verschreibt dem Patienten deshalb ein Medikament mit anderem Wirkstoff.
Noch ist das Vision. Doch Biotechnik- und Pharma-Industrie stellen sich schon jetzt auf eine individualisierte Medizin ein. Mit Hilfe eines Gen-Chips, den der US-Biochiphersteller Affymetrix entwickelt hat, lässt sich beispielsweise bei Aids-Patienten innerhalb weniger Stunden feststellen, ob das HI-Virus in ihrem Körper Resistenzen gegen ein bestimmtes Medikament entwickelt hat. Ist das der Fall, wird auf eine Kombination verschiedener Arzneimittel umgestellt.
Dem Wunsch, jedem Patienten ein Medikament ohne Nebenwirkungen und in der richtigen Dosierung zuordnen zu können, will die Epidaurus AG in Bernried zur Realität verhelfen. Zusammen mit der Ebersberger MWG-Biotech will die Firma einen Chip entwickeln, der genetisch bedingte Stoffwechselvarianten aufspüren kann.
Zunächst werden dazu bestimmte Abweichungen im menschlichen Erbgut bestimmt. „Snips“ sind kleine Genabschnitte, die für Medikamentenunverträglichkeiten verantwortlich sind. Insgesamt 1,6 Millionen dieser Genvariationen hat ein internationales Forschungskonsortium aus Gentechnik- und Pharmaunternehmen bereits identifiziert. Ein solcher „Snip-Chip“, mit dem sich voraussagen lässt, wie ein Patient auf ein Medikament reagieren wird, ist das Ziel der Bayern.
Das Freiburger Biochipunternehmen GeneScan hat jetzt einen Chip vorgestellt, der erstmals molekularbiologische Probevorbereitung und Analysetechniken auf kleinstem Raum vereint. Daneben hat sich die Firma auf Sonderwünsche spezialisiert: Hier kann sich jeder Forscher für ein paar tausend Mark einen DNA-Chip mit den Gensequenzen zusammenstellen lassen, die ihn interessieren.
Nicht nur Unternehmen, auch Forschungsinstitute sehen in der Weiterentwicklung der Chiptechnik einen neuen Markt. Forscher am Institut für Analytische Chemie der Technischen Universität Dresden haben die parallele DNA-Analyse mit einer hoch empfindlichen Detektionsmethode verknüpft. Sie schicken einen Laserstrahl über einen präparierten DNA-Chip. Sobald die Probe dazugegeben wird, können die Wissenschaftler on-line verfolgen, ob sich die DNA-Fragmente auf dem Chip mit ihrem Gegenstück verknüpfen. Vorteil: eine chemische Markierung der Moleküle entfällt. Das Analyseverfahren ermöglicht nicht nur einen schnellen und hohen Durchsatz, sondern kann auch bis zu 1000 chemische Informationen gleichzeitig erfassen. Institutsleiter Prof. Reiner Salzer: „Nicht nur für die Früherkennung von Erbkrankheiten lässt sich diese parallele Analyse verwenden, sondern auch in der Pharmakologie und Toxikologie.“ Mit der Methode lassen sich zudem neue Katalysatoren für die Beseitigung von Schadstoffen und Altlasten entwickeln.
Mit großer Aufmerksamkeit beobachtet die Pharmaindustrie die neue Entwicklung. Doch wer die Vorteile der Biochiptechnologie nutzen will, kommt an den Amerikanern nicht vorbei. Der Chiphersteller Affymetrix, der 1993 den ersten DNA-Chip auf den Markt brachte, hat seine Entwicklungen mit weit reichenden Patentansprüchen gesichert und ist mit einem Anteil von 63,7 % zum Weltmarkt beherrschenden Produzenten aufgestiegen.
Das Münchner Biotech-Unternehmen Medigene nutzt die DNA-Chiptechnologie von Affymetrix bei der Suche nach neuen Wirkstoffkandidaten zur Behandlung von Herzerkrankungen. Auf dem Chip sind 12 000 menschliche Gene und 48 000 Genstücke gespeichert. Damit wird die unterschiedliche Genaktivität in gesundem und kranken Gewebe verglichen. SILVIA VON DER WEIDEN

Chip-Markt

Biochips auf dem Weg zu Massenware

Die Suche nach neuen Arzneimittelwirkstoffen, pharmakogenomischen und medizinischen Anwendungen entwickelt sich zu einer der wachstumsstärksten Anwendungen von DNA-Chips. In einer von der Münchner Wagniskapitalgesellschaft Techno Venture (TMV) veröffentlichten Markteinschätzung wird für 2005 mit einem Gesamtmarktvolumen von 950 Mio. Dollar gerechnet. Der Verband forschender Arzneimittelhersteller in Berlin hält bei Chips für die medizinische Diagnostik sogar ein Weltmarktvolumen von 5 Mrd. DM bis 2005 für möglich. „Die Zukunft der Biochips liegt in einem Massenmarkt der personalisierten Medizin und Diagnostik“, stellt der TMV-Bericht fest.
Dafür allerdings müssen Biochips kostengünstiger werden. Deshalb werden aufwendige photolithografische Verfahren zunehmend durch einfachere Methoden ersetzt. Mit so genannten Spotter-Automaten, die an die Technik eines Tintenstrahldruckers erinnern, werden die DNA-Fragmente auf Glas- oder Plastikträger aufgetragen. Je nach Anforderungen und Herstellungstechnik differieren die Preise für Biochips beträchtlich: von 160 DM beim Genchip für HIV-Resistenzen bis 4000 DM für einen DNA-Chip mit 1000 bis 2000 menschlichen Genen vom US-Hersteller Clontech inklusive Reagenzien und Auswertung. svdw

Stellenangebote im Bereich Medizintechnik, Biotechnik

Fresenius Medical Care Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH Engineering Project Manager (m/w/d) Digital – Critical Care Bad Homburg
Takeda GmbH-Firmenlogo
Takeda GmbH Qualifizierungsingenieur – Qualification Engineer (all genders) Oranienburg
IKA-Werke GmbH & Co. KG-Firmenlogo
IKA-Werke GmbH & Co. KG Ingenieur / Techniker (m/w/d) Industrial Engineering Staufen
Freie und Hansestadt Hamburg-Firmenlogo
Freie und Hansestadt Hamburg Sachbearbeiterin bzw. Sachbearbeiter (m/w/d) im Strahlenschutz Hamburg
Fresenius Kabi Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Kabi Deutschland GmbH Stellvertretung und Assistenz der Leitung Technik (m/w/d) Neufahrn bei Freising / Nähe München
UROMED Kurt Drews KG-Firmenlogo
UROMED Kurt Drews KG Abteilungsleiter (m/w/d) Regulatory Affairs für Medizinprodukte Oststeinbek
ADMEDES GmbH-Firmenlogo
ADMEDES GmbH Senior Ingenieur (m/w/d) QM / Regulatory Affairs Pforzheim
sepp.med gmbh-Firmenlogo
sepp.med gmbh Validierungsingenieur (m/w/d) Forchheim
Merck KGaA-Firmenlogo
Merck KGaA EMR-Fachingenieur (m/w/divers) Darmstadt
INVACARE Deutschland GmbH-Firmenlogo
INVACARE Deutschland GmbH Leiter Qualitätsmanagement (m/w/d) Porta Westfalica

Alle Medizintechnik, Biotechnik Jobs

Top 5 Biotechnologi…