Archiv der Kategorie: Hochschule

Spin-offs als vielversprechende Investition

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Medienmitteilung der ETH Zürich vom 06.01.2014

Die ETH Zürich blickt auf ein hervorragendes Spin-off-Jahr zurück. 2013 haben Forschende 24 neue Firmen gegründet. Das sind gleich viele wie im Rekordjahr 2009. Insgesamt erzielten die ETH-Spin-offs im letzten Jahr Investitionen von über 80 Millionen Schweizer Franken.

Viele Forscherinnen und Forscher wagten im vergangenen Jahr den Schritt in die Selbstständigkeit und schreiben so die Erfolgsgeschichte der ETH-Spin-offs weiter. 24 Jungfirmen sind 2013 aus der Hochschule heraus entstanden, die in den unterschiedlichsten Bereichen tätig sind. Wie bereits im Vorjahr befassen sich die meisten, nämlich sieben, dieser Firmen mit Informations- und Kommunikationstechnik. Je fünf Neugründungen stammen aus dem Maschinenbau und dem Dienstleistungs- und Beratungsbereich und je drei aus den Bereichen Biotechnologie und Elektrotechnik. Auf dem Gebiet der Neuen Materialien entstand im vergangenen Jahr ein Spin-off.

Konstant gute Resultate geliefert

Grosse Innovationskraft zeigten beispielsweise Forschende aus der Medizinaltechnik und den Life Sciences. Die Firmengründerin von ReHaptix entwickelte ein ausgeklügeltes Testgerät für die Messung der Bewegungsfähigkeit und des Tastsinns in Händen und Armen. Das Testgerät macht selbst kleine Therapiefortschritte von Patienten mit neurologischen Erkrankungen, etwa nach einem Schlaganfall, sichtbar. So hilft es nicht nur Diagnose und Therapie zu verbessern, sondern wirkt auch motivierend. Ein anderer Spin-off – Glycemicon – landete auf Anhieb unter den Top 100 Start-ups der Schweiz, obwohl er erst im Januar 2013 gegründet wurde. Der Wirkstoff von Glycemicon gibt Fettzellen die Reaktionsfähigkeit zurück und soll Diabetikern so zu einer funktionierenden Blutzuckerregulierung verhelfen. ReHaptix und Glycemicon waren denn auch unter den Gewinnern des Venture-Kick-Wettbewerbs und erhielten 130’000 Schweizer Franken als Startkapital.

Die Förderpreise, mit denen die ETH-Spin-offs 2013 ausgezeichnet wurden, sind zahlreich. Insgesamt erzielten sie Preisgelder von über 1,2 Millionen Schweizer Franken. Insbesondere im freien Markt zeigte sich, dass viele an einen nachhaltigen Erfolg der Jungfirmen glauben. Geldgeber haben im letzten Jahr mehr als 80 Millionen Schweizer Franken in ETH-Spin-offs investiert. «Schweizer Spin-offs und speziell die Spin-offs der ETH Zürich haben in den letzten Jahren konstant gute Resultate geliefert. Das ermutigt zukünftige Jungunternehmerinnen und hat Signalwirkung für Investoren aus dem In- und Ausland», sagt Silvio Bonaccio, Leiter von ETH transfer. Ausserdem zeigten diese Erfolge, wie viel der Forschungsplatz Schweiz der Gesellschaft und der Wirtschaft zu bieten habe.

Starthilfe zahlt sich aus

Die Firmengründerinnen und Firmengründer der ETH sind in der Regel jung. 2013 waren etwa 70 Prozent von ihnen Doktorierende und 30 Prozent Masterstudierende oder Mitarbeitende. Dass so viele junge Leute den Weg in die Selbstständigkeit wählen, freut Roland Siegwart, Vizepräsident Forschung und Wirtschaftsbeziehungen, enorm: «Für mich sind diese 24 Spin-offs der beste Beweis, dass die ETH Zürich in den vergangen Jahren klug in die Startup-Kultur und die Unterstützung für junge Forschende investiert hat». Siegwart spielt damit auf die zwei Förderprogramme an, welche die ETH in den letzten drei Jahren lanciert hat. Aus dem Pioneer Fellowships Programm, das Stipendien an Studierende und Doktorierende vergibt, die ihre Forschungsergebnisse in marktreife Produkte umwandeln wollen, entstanden 2013 nicht weniger als fünf Spin-offs. In den Innovation and Entrepreneurship Labs (ieLabs) entwickeln junge Forschende – zum Beispiel Pioneer Fellows – erste Prototypen und werden dabei von erfahrenen Coaches aus der Industrie unterstützt. Die ETH Zürich hat diese ieLabs 2012 und 2013 eröffnet und will sie im kommenden Jahr weiter ausbauen.

Externer Link: www.ethz.ch

KIT-Forscher entwickeln künstliches Knochenmark

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Presseinformation des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) vom 03.01.2014

Gezielte Vermehrung von blutbildenden Stammzellen außerhalb des Körpers könnte in einigen Jahren die Therapie von Leukämie vereinfachen

Künstliches Knochenmark kann dazu dienen, blutbildende Stammzellen zu vermehren. Einen Prototypen haben Wissenschaftler des KIT sowie des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme Stuttgart und der Universität Tübingen nun entwickelt. Die poröse Struktur bildet die grundlegenden Eigenschaften des natürlichen Knochenmarks nach und weist den Weg zur Vermehrung von Stammzellen im Labor. Dies könnte in einigen Jahren die Behandlung von Leukämie vereinfachen. In der Zeitschrift „Biomaterials“ stellen die Forscher ihre Arbeit nun vor. (DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.10.038)

Die Zellen des Bluts, wie rote Blutkörperchen oder Immunzellen, werden laufend durch neue ersetzt. Für den Nachschub sorgen die blutbildenden Stammzellen – Vorläufer für alle. Sie befinden sich in einer spezialisierten Nische im Knochenmark. Blutbildende Stammzellen lassen sich zur Behandlung von Krankheiten des Bluts einsetzen, beispielsweise bei Leukämie. Dabei werden die kranken Zellen des Patienten durch gesunde blutbildende Stammzellen von einem passenden Spender ersetzt.

Allerdings kann derzeit nicht jeder Leukämiepatient auf diese Weise behandelt werden, da nicht genügend passende Transplantate verfügbar sind. Eine einfache Lösung dieses Problems wäre, blutbildende Stammzellen zu vermehren. Dies ist bisher jedoch nicht möglich, denn diese Zellen behalten ihre Stammzelleigenschaften nur in ihrer natürlichen Umgebung, das heißt in ihrer Nische im Knochenmark. Außerhalb dieser Nische verändern sie sich. Zu ihrer Vermehrung bedarf es daher einer Umgebung, die der Stammzellnische im Knochenmark ähnelt.

Bei der Stammzellnische handelt es sich um eine komplexe Mikroumgebung mit spezifischen Eigenschaften. Die betreffenden Bereiche im Knochen sind hochporös, ähnlich wie ein Badeschwamm. In dieser dreidimensionalen Umgebung befinden sich neben Knochenzellen und blutbildenden Stammzellen noch verschiedene andere Zelltypen, mit denen die blutbildenden Stammzellen Signalstoffe austauschen. Zudem weist der Raum zwischen den Zellen eine Matrix auf, die ihm eine gewisse Stabilität verleiht und den Zellen Punkte zum Verankern bietet. Darüber hinaus werden die Zellen in der Stammzellnische mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt.

Wissenschaftler der Nachwuchsgruppe „Stammzell-Material-Wechselwirkungen“ unter Leitung von Dr. Cornelia Lee-Thedieck am Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des KIT sowie des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme Stuttgart und der Universität Tübingen haben grundlegende Eigenschaften des natürlichen Knochenmarks nun künstlich im Labor nachgebildet. Dazu schufen sie mithilfe von synthetischen Polymeren eine poröse Struktur, welche die schwammartige Struktur des Knochens im Bereich des blutbildenden Knochenmarks nachahmt. Außerdem bauten sie Eiweißbausteine mit ein, wie sie in der Matrix des Knochenmarks vorkommen und als Verankerungsmöglichkeiten für die Zellen dienen. Die Wissenschaftler setzten darüber hinaus weitere Zelltypen aus der Stammzellnische in die Struktur ein, um den blutbildenden Stammzellen den gewohnten Austausch mit diesen Zellen zu ermöglichen.

In dieses künstliche Knochenmark brachten die Forscher frisch aus Nabelschnurblut isolierte blutbildende Stammzellen ein und bebrüteten sie über mehrere Tage. Analysen mit verschiedenen Methoden zeigten, dass sich die Zellen in dem neu entwickelten künstlichen Knochenmark tatsächlich vermehren. Im Vergleich zu Standardmethoden zur Zellkultivierung behält in dem künstlichen Knochenmark ein deutlich erhöhter Anteil der Stammzellen die spezifischen Eigenschaften bei.

Das neu entwickelte künstliche Knochenmark, das grundlegende Eigenschaften natürlichen Knochenmarks nachbildet, erlaubt es den Wissenschaftlern nun, die Wechselwirkungen zwischen Materialien und Stammzellen detailliert im Labor zu untersuchen. Dadurch lässt sich feststellen, wie sich Stammzellverhalten durch synthetische Materialien beeinflussen und steuern lässt. Dieses Wissen kann in 10 bis 15 Jahren dazu beitragen, eine künstliche Stammzellnische für die gezielte Vermehrung von Stammzellen zur Behandlung von Leukämie-Patienten zu realisieren. (or)

Publikation:
Annamarija Raic, Lisa Rödling, Hubert Kalbacher, Cornelia Lee-Thedieck: Biomimetic macroporous PEG hydrogels as 3D scaffolds for the multiplication of human hematopoietic stem and progenitor cells. Biomaterials. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.10.038

Externer Link: www.kit.edu

Organische Elektronik: Steirische Forscher entwickeln neuartige Ionensensoren zur Wasser- und Blutanalyse

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Pressemitteilung der TU Graz vom 18.12.2013

Mit organischer Elektronik zur verlässlichen, flexiblen und günstigen Kontrolle von Wasserqualität und Co: Gemeinsam ist es Forschern der TU Graz und des NanoTecCenter Weiz erstmals gelungen, mit einem neuartigen Ionen-Sensor basierend auf organischer Elektronik sehr kleine Konzentrationen von biomedizinisch relevanten Natrium-Ionen in wässrigen Medien gezielt nachzuweisen. Der Einsatz organischer Transistoren, bestehend aus halbleitenden Materialien aus Kohlenstoffverbindungen, erlaubt die kostengünstige Herstellung der flexibel kombinierbaren Sensoren, etwa durch Tintenstrahldruck. Die Arbeit wurde diese Woche im renommierten Fachjournal „Advanced Materials“ veröffentlicht.

Die Kontrolle der Wasserqualität, Blutanalysen oder auch die Lebensmittelüberwachung sind auf verlässliche Messmethoden zur Ionen-Konzentrationsbestimmung angewiesen. Die bislang verwendeten ionenselektiven Elektroden sind sehr groß und starr. Als bessere Alternative dazu bietet sich das am NanoTecCenter Weiz und der TU Graz entwickelte neue Sensorkonzept an: Die Forscher haben erstmalig einen Ionensensor mit organischen Transistoren kombiniert – ein System, das auch im direkten Kontakt mit Flüssigkeiten sehr stabil funktioniert.

Das erstmals vorgestellte miniaturisierbare und integrationsfähige Sensorkonzept erlaubt die kostengünstige Detektion von extrem kleinen Ionen-Konzentrationen im Bereich von rund 100.000stel Gramm pro Liter. „Im Gegensatz zur konventionellen Elektronik, wo Kontakt mit Wasser zu vermeiden ist und großer Aufwand betrieben wird, um die elektrischen Bauteile von störenden Umwelteinflüssen abzukapseln, nutzen wir mit dem neuen Sensorkonzept gerade den direkten Kontakt mit Wasser aus.“, erklären Kerstin Schmoltner und Johannes Kofler vom NanoTecCenter Weiz, Autoren der Publikation und Dissertanten am Institut für Festkörperphysik der TU Graz. Innovative Neuheit birgt hier der Einsatz von organischen Materialien und selektiven Membranen, die eine kostengünstige Herstellung, beispielsweise mittels Tintenstrahldruck auf dünnen flexiblen Folien, ermöglichen. Zusätzlich lassen sich die Eigenschaften dieser oft biokompatiblen Materialien je nach Anforderungen anpassen.

„Die Verwendung von organischen Transistoren als aktive Sensoreinheit, mit denen wir uns schon seit Jahren beschäftigen, zeigt sich als eine nahezu ideale Lösung, da Sensor und Verstärker in einem Bauteil vereint sind und die weitere Signalverarbeitung dadurch erleichtert wird“, erläutert Co-Autor Andreas Klug vom NanoTecCenter Weiz.

„Künstliche Zunge“

Ein weiterer großer Vorteil des Sensors ist der modulare Aufbau, der einen einfachen Austausch verschiedener selektiver Membranen möglich macht. In weiterer Folge lassen sich so mehrere Sensoren zu einer „künstlichen Zunge“ kombinieren, die die gleichzeitige Detektion unterschiedlicher Ionen erlaubt. Auch wenn die Realisierung eines derartigen Systems noch einiges an Forschungsarbeit erfordert, sind die weiteren Schritte bereits geplant: Zum einen wollen die steirischen Forscher einen entsprechenden Schwermetall-Ionensensor für Wasserqualitätskontrollen realisieren, mit dem noch kleinere Ionen-Konzentrationen detektiert werden können. „Darüber hinaus stellt die Konzentrations-Überwachung lebensnotwendiger Ionen im Blut direkt im Körper, also in-situ, eine weitere Herausforderung dar, der wir uns stellen“, ergänzt Emil List-Kratochvil, Professor am Institut für Festkörperphysik der TU Graz und Geschäftsführer des NanoTecCenter Weiz.

Die Arbeit zum neuartigen Ionen-Sensorkonzept wurde in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals „Advanced Materials“ veröffentlicht und durch das Land Steiermark im Rahmen des Projekts BioOFET 2 und MIEC-DEVs finanziell unterstützt. Eigentümer der NanoTecCenter Weiz Forschungsgesellschaft mbH sind die TU Graz und die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH.

Originalpublikation:
K. Schmoltner, J. Kofler, A. Klug, E. J. W. List-Kratochvil: Electrolyte-gated field-effect transistor for selective and reversible ion detection. Advanced Materials, Vol. 25, Issue 47, 6895-6899, Dezember 17, 2013.

Externer Link: www.tugraz.at

Bakterien entschärfen giftiges Kadmium im Boden

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Pressemitteilung der Universität Tübingen vom 10.12.2013

Geomikrobiologen der Universität Tübingen untersuchen das Potenzial der unsichtbaren Helfer bei der Sanierung

Kadmium ist eines der weitverbreitetsten Schwermetalle auf Agrarflächen in der ganzen Welt und findet sich häufig in zu hohen Konzentrationen in Gemüse und Tabak. Die dauerhafte Einnahme von Kadmium kann bei Menschen zu Knochendeformationen und Krebs führen. Im Boden liegt Kadmium an Minerale gebunden vor. In dieser Form ist es nicht mobil und kaum schädlich. Seine Mobilität – und Gefährlichkeit – steigt jedoch durch den Einfluss von Bakterien, die Minerale auflösen und umsetzen können. Wie die Bakterien umgekehrt aber auch zur Reinigung kadmiumverseuchter Böden genutzt werden können, hat die Geomikrobiologin Eva Marie Mühe unter der Leitung von Professor Andreas Kappler und Dr. Martin Obst vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen untersucht. Die Ergebnisse wurden in zwei Studien in der Fachzeitschrift Environmental Science and Technology publiziert.

Kadmium kommt in natürlichen Phosphatlagerstätten vor und gelangt so in phosphathaltige Düngemittel. Während die Gesetze in Deutschland vorschreiben, dass Phosphatdünger nicht mehr als 50 Milligramm Kadmium pro Kilogramm Phosphorpentoxid (P2O5) enthalten darf, fehlen solche Richtlinien auf EU-Ebene und in vielen anderen Ländern. Da die Ressource Phosphat sich weltweit dem Ende zuneigt, wird der Abbau auf qualitativ schlechtere Abbaustätten verlegt. Die Entfernung des Kadmiums aus dem abgebauten Phosphat ist kostspielig und unterbleibt in vielen Fällen. Das hat zur Folge, dass immer häufiger qualitativ schlechte Phosphatdünger auf Agrarflächen ausgebracht werden. Durch den steigenden Einsatz von Düngemitteln steigt auch insgesamt der Gehalt an Schwermetallen in Böden stetig an.

Die Verfügbarkeit des mineralgebundenen Kadmiums wird im Boden verringert, indem es in neu gebildete Eisenminerale eingebaut wird, zum Beispiel in das Mineral Magnetit. Dieses wird aufgrund seiner Stabilität, Reaktivität und Fähigkeit, Metalle zu binden, immer öfter zur Sanierung kontaminierter Böden und Gewässer eingesetzt. Das Tübinger Forscherteam konnte in Laborexperimenten mit kontaminierten Böden zeigen, dass es Bakterien sind, die kadmiumhaltige, rostige Eisenoxid-Minerale biologisch umsetzen und dadurch auflösen. Für genauere Untersuchungen haben sie ein geeignetes Bakterium aus einem kadmiumhaltigen Boden isoliert und als Laborkultur herangezüchtet. Dieser Stamm kommt selbst mit sehr hohen Kadmiumkonzentrationen zurecht. „Die Studien zeigten, dass dieses Bakterium während der Auflösung des Eisenminerals das gebundene Kadmium zunächst in Lösung bringt, bevor dieses sich fast vollständig an neu gebildete Minerale, insbesondere den stabilen Magnetit, bindet“, erklärt Andreas Kappler. Die Forscher halten es daher für möglich, dass dieses kurzzeitig mobile Kadmium aus kontaminierten Böden durch Pflanzen, die Metalle in ihren Organen ansammeln, aufgenommen werden könnte. „Wenn sich das als umsetzbar erweist, ließe sich das Metall verhältnismäßig einfach durch das Abernten der kadmiumspeichernden Pflanzen entsorgen“, sagt der Geomikrobiologe.

Diese Arbeiten wurden finanziell von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Form eines Promotionsstipendiums für Eva Marie Mühe unterstützt.

Publikationen:

Muehe E M, Obst M, Hitchcock A P, Tylsizczak T, Behrens S, Schröder C, Byrne J M, Michel M, Krämer U, Kappler A. Fate of Cd during microbial Fe(III) mineral reduction by a novel and Cd-tolerant Geobacter species. Environmental Science and Technology, in press. DOI : 10.1021/es403365w

Muehe E M, Adaktylou I J, Obst M, Zeitvogel F, Behrens S, Planer-Friedrich B, Kramer U, Kappler A. Organic carbon and reducing conditions lead to cadmium immobilization by secondary Fe mineral formation in a pH neutral soil. Environmental Science and Technology (2013), 47,13430-13439. DOI: 10.1021/es403438n

Externer Link: www.uni-tuebingen.de

Mit Hochdruck gegen Krebs-Gene

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Pressemitteilung der Universität Regensburg vom 09.12.2013

Neues Verfahren zeigt die Schwächen von Onkogenen

Onkogene („Krebs-Gene“) sind gefährlich. Die daraus resultierenden mutierten Proteine existieren dauerhaft in ihrer aktivierten Form und begünstigen unkontrolliertes Zellwachstum und damit die Bildung von Tumoren. Eine Behandlung scheitert häufig daran, dass Proteine in mehreren räumlichen Anordnungen bzw. Konformationen vorkommen. Der Zugriff mit entsprechenden Wirkstoffen wird so erschwert. Ein spezielles Verfahren bietet neue Möglichkeiten: Regensburger Forscher haben mit Hilfe der Hochdruck-Kernspinresonanzspektroskopie eine Methode entwickelt, mit der verschiedene Protein-Konformationen identifiziert und untersucht werden können. Für neue Therapien gegen Krebs gilt es jetzt, die „schwächeren“ Protein-Konformationen zu stabilisieren und direkt anzugehen.

Im Rahmen ihrer Untersuchungen setzten die Forscher um Prof. Dr. Dr. Hans Robert Kalbitzer vom Institut für Biophysik und Physikalische Biochemie bei dem Protein Ras an, das als molekularer Schalter für die Ein- und Abschaltung zahlreicher Prozesse in den Zellen verantwortlich ist. Mutationen in Ras können allerdings dazu führen, dass der Schalter dauerhaft „angeschaltet“ bleibt und sich die Zellen unkontrolliert vermehren. Entsprechend finden sich in etwa 30 % aller menschlichen Tumoren Mutationen im Ras-Protein.

Wie alle anderen Proteine, die für die verschiedenen Prozesse der Signalübertragung in Zellen verantwortlich sind, existiert auch Ras in mehr als einer Konformation. Die einzelnen Konformationen eignen sich in unterschiedlicher Weise für eine sogenannte allosterische Hemmung, bei der die Wirkstoffe nicht an das aktive Zentrum des Proteins, sondern an eine andere Stelle – das allosterische Zentrum – anbinden.

Grundsätzliche thermodynamische Überlegungen lassen mindestens acht unterschiedliche funktionelle Konformationen des Ras-Proteins erwarten, die für eine allosterische Modulation oder auch Hemmung in Frage kommen. Dem Forscherteam gelang es bereits, vier davon durch die Kernspinresonanzspektroskopie unter Hochdruck-Bedingungen zu identifizieren.

„Doch damit ist das Potential der Hochdruck-Kernspinresonanzspektroskopie noch lange nicht ausgeschöpft. Mit der neuen Methode ist es prinzipiell möglich, auch für andere Proteine Strategien zur Hemmung von unerwünschten Protein-Protein-Interaktionen zu identifizieren“, erklärt Prof. Kalbitzer.

Die Ergebnisse der Regensburger Wissenschaftler sind vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ erschienen (DOI: 10.1002/anie.201305741). Mögliche Anwendungsbereiche liegen mittel- bis langfristig in der Entwicklung neuartiger Therapien gegen unterschiedliche Krebsarten. (Alexander Schlaak)

Externer Link: www.uni-regensburg.de