Von der Ermittlung des Zellinventars durch –Omics-Technologien über die Synthetische Biologie und die Stammentwicklung bis zum industriellen biotechnologischen Prozess inklusive des Downstream Processing
2. überarbeitete Auflage
Der in der Empfehlung beschriebene Escherichia coli-Modellprozess ermöglicht es, die biologische Leistungsfähigkeit eines Systems zu charakterisieren. Der standardisierte Prozess hat zum Ziel, die Leistung von Bioreaktoren, insbesondere Single-Use-Bioreaktoren, zu bestimmen und deren Eignung für mikrobielle Anwendungen zu bewerten. Da mikrobielle Prozesse hohe Anforderungen an das Bioreaktorsystem in Bezug auf den Sauerstofftransfer stellen, kommt diesem eine besondere Bedeutung zu; ebenfalls wichtig ist die Wärmeabfuhr.
Das zugehörige Excel-Tool bietet die Möglichkeit einer standardisierten und einheitlichen Versuchsauswertung, damit ein bioreaktorsystemübergreifender Vergleich ermöglicht wird. Die Berechnung, beispielsweise des volumenbezogenen Stoffübergangskoeffizienten, erfolgt nach Eingabe der Rohdaten automatisch. Empfehlung und Excel-Tool wurden von der Arbeitsgruppe „Single-Use Microbial“ der DECHEMA-Fachgruppe „Single-Use-Technologie in der biopharmazeutischen Produktion“ entwickelt.
Die ProcessNet-Fachgruppe Aus- und Fortbildung in der Verfahrenstechnik hat einen überarbeiteten Qualifikationsrahmen für Studiengänge und Promotionen in der Verfahrenstechnik, im Bio- und Chemieingenieurwesen vorgelegt. Die Empfehlungen für Universitäten und Hochschulen für angewandte Wissenschaften sollen beim Aufbau und der Weiterentwicklung von Studiengängen herangezogen werden und sicherstellen, dass die Studierenden unverzichtbare ingenieurwissenschaftliche Kernkompetenzen erwerben.
Im DECHEMA-Papier „Neue Schubkraft für die Biotechnologie“ beschreiben die Autoren, wie die aktuellen Trends von Automatisierung, Miniaturisierung und Digitalisierung zusammenlaufen und Forschung und Entwicklung in Zukunft fundamental verändern werden.
Die biopharmazeutische Industrie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten rasant entwickelt, bei Neuzulassungen und neuen Anwendungsfeldern liegen biotechnologisch hergestellte Arzneimittel an der Spitze. Verschiedene Trends wie die Herstellung von Biosimilars haben in den letzten Jahren zu einem regelrechten Boom bei neuen Produktionsanlagen geführt. Dabei werden von den Pharmaunternehmen zunehmend flexiblere, kleinere Anlagen geplant und errichtet, um bei der Produktentwicklung die Vielzahl der neuen Produktkandidaten zu bewältigen, aber auch, um den Marktbedarf zu decken. Bei diesen flexiblen „Facilities of the Future“ (FoF) werden häufig Single-Use-Systeme eingesetzt. Das Statuspapier der DECHEMA-Fachgruppe „Single-Use-Technologie in der biopharmazeutischen Produktion“ richtet sich an Neueinsteiger und Interessierte, die am Anfang der Konzeption einer FoF stehen. Es nimmt die wichtigsten Aspekte auf und verweist auf vertiefende Literatur; dabei wird der Stand der Technik ohne Anspruch auf Vollständigkeit abgebildet.
Die Geobiotechnologie kann nicht nur bei der Sanierung von Böden und Wässern einen wichtigen Beitrag leisten. Auch bei der Rohstoffgewinnung aus primären Lagerstätten, aus Halden und Industrierückständen sowie beim Recycling eröffnet sie erhebliche Potenziale. Das Statuspapier des TAK Geobiotechnologie umreißt den aktuellen Stand von Forschung und Technik und zeigt Entwicklungsperspektiven auf. Auch die wesentlichen Akteure in Deutschland sowie die Ausbildungsmöglichkeiten sind aufgelistet.
Die Sensortechnologie richtet sich neu aus: Sensorintelligenz, Dezentralisierung, Multisensorsysteme und Miniaturisierung sind die Anforderungen, die Sensoren zukünftig erfüllen müssen. Im Positionspaper „Smarte Sensoren für die Biotechnologie“ erklärt die DECHEMA-Fachgruppe „Messen und Regeln in der Biotechnologie“ genauer, welche Funktionen ein Sensor für die Prozesstechnik von morgen mitbringen muss. Sie reichen von der Selbstdiagnostik bis zur dezentralen Interaktion mit anderen Komponenten.
Mit diesem Positionspapier machen die Autoren Vorschläge für die inhaltliche Ausgestaltung von biotechnologischen und bioverfahrenstechnischen Studiengängen, an denen sich die jeweils involvierten Fachbereiche in Deutschland orientieren können, um Studiengänge zu strukturieren und die Mobilität zwischen Studiengängen zu ermöglichen.
Um die Chancen der synthetischen Biologie für den Standort Deutschland zu nutzen, soll sich die Forschungsförderung auf die breite Entwicklung neuer molekularbiologischer Bausteine und Methoden konzentrieren. Die Nutzung dieser Werkzeuge für innovative Produkte und Dienstleistungen soll nachgeschaltet sein – das fordern die Mitglieder der DECHEMA-Fachgruppe Systembiologie und Synthetische Biologie in ihrem neuen Positionspapier „Innovationsmotor Synthetische Biologie“.
Das aktuell vorliegende Positionspapier zeigt die besonderen Chancen, die in der industriellen Nutzung von Mikroalgen für die Bioökonomie liegen und setzt sich gleichzeitig ausdrücklich für eine Intensivierung der grundlegenden und angewandten Forschung ein, um so das Potential von algenbasierten Bioraffinerie-Konzepten besser auszuschöpfen. Es ist wichtig, ein Bewusstsein dafür zu schaffen, dass eine vernetzte, optimierte und vollständige Nutzung der (Algen-)Biomasse erforderlich ist, um ökonomisch, ökologisch und sozial verträglich nachhaltig produzieren zu können. Das vorliegende Papier soll möglichst viele Entscheidungsträger in Forschung, Industrie, Politik und Gesellschaft informieren und in die Diskussion einbinden, um breiten Konsens von Anfang an zu fördern und so eine effektive Entwicklung der Algenbiotechnologie zu unterstützen.
These recommendations of Working Group Upstream Processing of the DECHEMA expert group “Single-use technology in biopharmaceutical manufacturing” aim to select suitable experimental methods for the characterisation of single-use bioreactors (SUB) and mixers (SUM). The described methods are applicable to a broad range of of single-use systems and applications. The guidelines can also be used for the engineering characterisation of reusable systems. Furthermore, these process engineering characterisation methods intend to offer manufacturers and operators of SUB and SUM a uniform set of methods and instruments through validated Standard Operating Procedures (SOPs).