Impfstoff aus dem Drucker

Eine kleine, mobile Produktionsanlage für Impfstoffe und individuelle Therapien – daran arbeitet das deutsche Biotech-Unternehmen Curevac mit einer Tesla-Tochter. So könnten Impfstoffe künftig weltweit schneller zugänglich werden. Im Rennen um den Bau eines Druckers sind die beiden Unternehmen aber nicht allein.

von Hendrik Bensch

Wer den Namen Elon Musk hört, denkt zunächst an Elektroautos, vielleicht auch an Raumfahrt-Raketen. Bald schon könnte der Tesla- und SpaceX-Gründer womöglich auch als Impfstoff-Pionier gelten. Musk informierte sich bei einem Trip nach Deutschland im vergangenen Spätsommer nicht nur über den Fortschritt beim Bau der neuen Tesla-Fabrik im brandenburgischen Grünheide. Noch davor machte er einen Abstecher nach Tübingen, um dort über ein ganz anderes Projekt zu sprechen: einen Drucker, mit dem sich in Zukunft verschiedene mRNA-Wirkstoffe mobil und schnell herstellen lassen sollen – und somit auch Impfstoffe.

Die Idee dafür hatte vor mehreren Jahren das deutsche Biotech-Unternehmen Curevac. Für den Bau des Druckers verband sich das Unternehmen mit dem Maschinen- und Anlagenbauer Grohmann Engineering aus Prüm in der Eifel. 2017 übernahm Tesla Grohmann, um die Automatisierung seiner Auto- und Batteriefabriken voranzubringen. Bei Musks Besuch in Tübingen im vergangenen Jahr ging es nun darum, wie Tesla Automation und Curevac den Drucker zur Serienreife bringen können. Auch bei dieser Innovation könnte Elon Musk also wieder einmal als entscheidender Treiber mitwirken.

Der Tesla-Chef nannte das Projekt kurz nach seinem Deutschlandbesuch lediglich ein „Nebenprojekt“. Curevac-Gründer Ingmar Hoerr ist da wesentlich euphorischer und sieht in dem Drucker das Potenzial für eine „Revolution“, sagte er der „WirtschaftsWoche“. Und in der Tat: Die Anlage, an der das deutsche Biotech-Unternehmen und die Tesla-Tochter arbeiten, könnte die Art und Weise, wie Impfstoffe in der Zukunft produziert werden, grundlegend weiterentwickeln.

Einer, der an den Erfolg des „RNA-Printer“ glaubt, ist Nick Jackson. Er ist Head of Vaccine Programs and Technology for R&D bei der Coalition of Epidemic Preparedness Innovations (CEPI), einem internationalen Netzwerk zur Erforschung und Entwicklung neuer Impfstoffe. Die Organisation unterstützt seit dem vergangenen Jahr die Entwicklung und weltweite Verteilung von Covid-Impfstoffen. Jacksons Hoffnung: Der RNA-Drucker könnte es den Menschen in ressourcenarmen Gebieten ermöglichen, ihre eigenen Impfstoffe zu produzieren. „Diese Art von Innovation wird Impfstoffe noch besser zugänglich machen“, äußerte er gegenüber „Nature“. „Und sie bietet einen Blick in die Zukunft: Sie bedeutet, dass mehr Länder besser auf den unvermeidlichen nächsten Ausbruch vorbereitet sein werden.“ CEPI ist überzeugt von dem Projekt und hat Curevac daher bereits 2019 Fördergelder in Höhe von 34 Millionen US-Dollar zugesagt.

Der Drucker soll das, was bisher im großen Maßstab in verschiedenen, über den Globus verteilten Fabriken passiert, ins Kleinformat schrumpfen. Die Anlage ist gerade mal so groß wie ein Auto und eine Art Kombination aus Reinraum und dazugehöriger Tiefkühltruhe. Externe Stoffe, die die Wirkstoffe verunreinigen könnten, gelangen so nicht hinein. Die niedrigen Temperaturen verhindern, dass die fertige mRNA zerfällt. Und da die Anlage IT-gestützt ist, lässt sie sich aus der Ferne steuern und warten. Derzeit geht Curevac davon aus, dass ein Drucker pro Woche etwa ein bis drei Gramm mRNA produzieren kann. „Abhängig von der Dosis sind mehrere Hunderttausend Dosen pro Woche und Linie möglich“, so Curevac-Sprecherin Bettina Jödicke-Braas.

Der mRNA-Printer ermöglicht somit einen Produktionsprozess im Kleinstmaßstab, dezentral und automatisiert. Und diese Eigenschaften verleihen dem Drucker einige Vorteile gegenüber dem bisherigen Verfahren. „Er kann weltweit in Gegenden mit einem viralen Ausbruch schnell den benötigten Impfstoff oder aber Arzneimittel herstellen und so dazu beitragen, den Krankheitsausbruch lokal zu begrenzen“, sagt Jödicke-Braas. Der Drucker soll in Zukunft zum einen mRNA-Impfstoffkandidaten produzieren, die gegen bekannte Erreger wie das Lassa-Fieber, Gelbfieber und Tollwut eingesetzt werden können. Darüber hinaus soll die Anlage auch eine rasche Reaktion auf neuartige und bisher unbekannte Erreger ermöglichen. Angedacht ist zudem, dass der Drucker für die Herstellung neuer, individueller Therapien – etwa in der Onkologie – zum Einsatz kommt. Wenn es nach Curevac geht, wird er irgendwann weltweit in Apotheken, Arztpraxen und Krankenhäusern stehen.

Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg; wann der Drucker in Serie gehen wird, ist noch offen. Im Frühjahr sind zwei Prototypen in Betrieb gegangen. Schon kurz nach Erscheinen dieser „Transformation Leader“-Ausgabe könnte der nächste wichtige Meilenstein erreicht sein: Bis Ende Juni will Curevac erstmals klinisches Material unter Good Manufacturing Practice (GMP)-Bedingungen produzieren, so Jödicke-Braas. Das soll dann der Proof of Concept werden. Für die aktuelle Phase der Coronapandemie kommt der mRNA-Drucker somit zwar zu spät. Doch künftig soll er für den Kampf gegen neue Virusmutationen bereitstehen, so die Hoffnung.

Im Rennen um den Bau der mobilen Produktionsanlage ist Curevac nicht allein. Auch das US-Biotech-Unternehmen Moderna, das im Gegensatz zu Curevac bereits einen zugelassenen Impfstoff hat, tüftelt an einer Anlage. Im Oktober erhielt das Unternehmen dafür eine 56-Millionen-Dollar-Zusage der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), einer Behörde des Verteidigungsministeriums der Vereinigten Staaten. Die US-Behörde will perspektivisch an abgelegenen Orten in kurzer Zeit Impfstoffe und Therapeutika für Militärpersonal und die lokale Bevölkerung herstellen. Geplant ist, dass die 1,8-Kubikmeter große Anlage Hunderte von Medikamentendosen innerhalb weniger Tage herstellt. Ende April kündigte das französische Biotech-Start-up DNA Script an, hierbei mit Moderna zusammenzuarbeiten. Das Start-up wird seine Enzym-Syntheseplattform einbringen, die hochreine Nukleinsäuren ohne den Einsatz chemischer Lösungsmittel beisteuern soll.

In den USA arbeitet zudem das Start-up Codex DNA an einem Arzneimittel-Drucker. Der geplante Digital-to-biological-Converter soll mit Reagenzien bestückt werden, die für die Synthese von genetischem Material benötigt werden – also unter anderem mit DNA, mRNA und Proteinen. Per Internet soll die Anlage dann digitalisierten DNA-Code erhalten und mithilfe dieser Informationen Impfstoffe erstellen. Eine Anlage soll innerhalb von 48 Stunden mehr als 500 Impfstoffdosen produzieren, prognostiziert Codex DNA. Dabei will das Start-up auf seiner bereits vorhandenen automatisierten Workstation für synthetische Biologie aufbauen. Der Arzneimittel-Drucker könnte innerhalb von anderthalb bis zwei Jahren bereitstehen, kündigte das Start-up Ende vergangenen Jahres an.

Und wenn „Codex DNA“-Mitgründer Dan Gibson seine Träume steigen lässt, könnte der Drucker eines Tages noch ganz woanders zum Einsatz kommen – nämlich auf anderen Planeten, ließ Gibson bei einem TED-Talk wissen. Zurück auf Mutter Erde ist er aber Realist: „Für den Moment würde ich mich damit zufriedengeben, neue Medikamente in die ganze Welt zu beamen.“

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