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Referenzprojekte

Institut für Chemie und Biotechnologie

Referenzprojekte

Entwicklung einer Technologieplattform für die skalierbare Produktion von therapeutisch relevanten Stammzellen
Es besteht ein enormer Bedarf an mesenchymalen Stammzellen für die Therapie degenerativer Erkrankungen. Die benötigten Mengen können in der entsprechenden Qualität nicht durch die aktuellen Produktionen in Wannenstapeln bereitgestellt werden.  Zusammen mit einem Industriepartner entwickelte die Fachstelle Bioverfahrens- und Zellkulturtechnik eine auf Microcarriern und gerührten Single-Use-Bioreaktoren basierende Technologieplattform für die kontrollierte Massenproduktion von humanen mesenchymalen Stammzellen aus dem Fettgewebe (hADSCs) und Knochenmark (hBM-MSCs). Auf der Basis von Suspendieruntersuchungen und numerischen Strömungssimulationen (Computational Fluid Dynamics, CFD) wurden die maximal tolerierbaren Scherbelastungen der Zellen im Millilitermasstab bestimmt. Anschliessend gelang die Prozessübertragung auf den Benchtop (2 L Arbeitsvolumen) - und Pilotmassstab (50 L Arbeitsvolumen), wobei maximale Expansionsfaktoren von 50 innerhalb von 7 Tagen bei Beibehaltung der Stammzellqualität erreicht wurden.

Projektleitung: Prof. Dr. Regine Eibl


BIOmass for SWiss EnErgy fuTure (SCCER BIOSWEET)
Das Schweizer Kompetenzzentrum für Energieforschung SCCER BIOSWEET widmet sich der Nutzung von Biomasse für die Schweizer Energiezukunft. BIOSWEET ist ein Zusammenschluss von über 60 Partnern aus der Forschung und aus Organisationen des privaten und öffentlichen Sektors. Im Fokus stehen die Entwicklung und Umsetzung von biochemischen und thermochemischen Biomasse-Konversionsprozessen. Das BIOSWEET Netzwerk postuliert die «+100 Petajoule» Bioenergievision für die Schweizer Energiestrategie 2050. Dies entspricht ungefähr einer Verdopplung dessen, was Biomasse heute an Energie liefert. Die Fachstelle Umweltbiotechnologie ist im BIOSWEET Netzwerk mit mehreren Partnern an Projekten im Bioenergiebereich beteiligt. So werden in den durch das Bundesamt für Energie geförderten Projekten «LEVER» und «HYDROFIB» neue Ansätze zur mikrobiologischen Vorbehandlung von Hofdünger und von Fasersubstraten untersucht, um eine Leistungssteigerung der Vergärung zu erreichen. Ein anderes Projekt, «Renewable Methane for Transport and Mobility», befasst sich mit dem «Power-to-Gas» Verfahren, mit welchem mikrobiologisch Wasserstoff und Kohlendioxid in speicherbares Biomethan umgewandelt wird. Dies ermöglicht die Nutzung von erneuerbarer Elektrizität für den Antrieb von Erdgasfahrzeugen.

Projektleitung: Prof. Dr. Urs Baier


Discovery of an activity modulating humanized antibody towards a voltage-gated sodium channel for the therapy of chronic severe pain
Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuen und innovativen, auf Antikörpern basierenden Medikamentes zur Behandlung von starken chronischen Schmerzen. Das erwartete Produkt soll spezifisch die Schmerzempfindung blockieren ohne die Nebeneffekte der bisher erhältlichen Schmerzmittel.
Um dies zu erreichen, wird die bahnbrechende Antikörper-Technologie der Firma Numab angewendet in Kombination mit der Expertise der Fachgruppe Zellbiologie (Institut für Biotechnologie) und der Fachstelle Biochemie des Instituts für Chemie und Biologische Chemie.
Die im ersten Teil des Projektes entwickelten Methoden können synergistisch für die Entwicklung eines weiteren Antikörpers verwendet werden, welcher spezifisch metastasierende Formen von Brustkrebs detektiert.

Projektleitung: Prof. Dr. Jack Rohrer

Culture Collection of Switzerland AG, ein Spin-off Unternehmen der Fachstelle Mikrobiologie & Molekularbiologie
Mikrobielle Stämme bieten aufgrund ihrer vielfältigen Stoffwechselleistungen ein enormes Potential in der Biotechnologie zur Herstellung von neuen Wirkstoffen, Enzymen, Proteinen, bioaktiven Verbindungen und Biopolymeren. Mikroorganismen sind ubiquitär und kommen auch an extremen Standorten wie heissen Quellen, Sandwüsten, Gletschern und im Toten Meer vor. Eine Vielfalt an ökologischen Nischen ist von Mikroorganismen besetzt. Diese Biodiversität und die breiten Fähigkeiten der Mikroorganismen gilt es zu erforschen und praktisch zu nutzen. Mit der nationalen Stammsammlung der Schweiz, der Culture Collection of Switzerland (www.ccos.ch) ist an der ZHAW und der Gründerorganisation grow in Wädenswil ein Unternehmen angesiedelt, welches biologische Materialien zusammenträgt, charakterisiert und der Forschung und Entwicklung öffentlich zugänglich macht. Die CCOS hat eine Reihe interessanter Stämme, die im Bereich der Biokatalyse, der Bekämpfung pathogener Bakterien und Pilze, in der Klinik, Diagnostik und Fermentation besondere Eigenschaften besitzen. Die CCOS hält sich an die Umsetzung des Nagoya-Protokolls und gehört Organisationen wie der «European Culture Collection's Organisation», der «World Federation for Culture Collection» und der «Swiss Biotech Association» (SBA) an.

Projektleitung: Prof. Dr. Martin Sievers

Innovation in Biocatalysis: A toolbox for sustainable bio-based production
 «Innovation in Biocatalysis: A toolbox for sustainable bio-based production» is a program supported by project contributions from the Swiss Higher Education Council. The project is led by the Competence
Center for Biocatalysis (CCBIO) located at the University of Applied Sciences in Wädenswil (ZHAW). The goal of the program is to create a network for dynamic and innovative biocatalysis in Switzerland by facilitating the development
of transdisciplinary expertise between the fields of chemistry, biotechnology, micro- and molecular biology and engineering as well as by complementing the currently existing curriculum at tertiary level with classes and practical courses in biocatalysis. From the perspective of applied research, new transdisciplinary concepts will be developed which should serve integration of biocatalytic and chemical processes for the sustainable production of added-value chemicals. In addition to developing methods and applications, educational content for the tertiary level will be adapted to incorporate the bio-based technology shift; economic and social implications will also be examined and communicated within the community and to a larger audience.

Projektleitung: Prof. Dr. Rebecca Buller