Im vergangenen Jahr gab es einen großen Hype um die Bioherstellung – vom Anbau von zellbasiertem Fleisch bis hin zur mikrobenbetriebenen Arzneimittelherstellung. Aber keiner der Lieblinge der synthetischen Biologie kann ohne ein Schlüsselgerät existieren: einen Bioreaktor. Während die Welt darüber debattiert, wie man am besten eine biologisch betriebene Fertigung realisieren kann, überdenkt ein Unternehmen bereits sein wichtigstes Instrument.
Stamm Biotech, gegründet im Jahr 2014, entwickelt einen Bioreaktor in Desktop-Größe, der sich deutlich von den Tanks, Rohren und Knöpfen unterscheidet, die traditionell in Industrie- oder sogar Tischbioreaktoren zu sehen sind. Das in Buenos Aires ansässige Unternehmen hat gerade eine Serie-A-Runde in Höhe von 17 Millionen US-Dollar angekündigt; kombiniert mit früheren Seed- und Pre-Seed-Runden bringt dies eine Gesamtsumme von 20 Millionen US-Dollar.
Um zu verstehen, was Stämm macht, muss man wissen, wie ein Bioreaktor normalerweise aussieht und was in ihm vorgeht. Grundsätzlich sind Bioreaktoren im industriellen Maßstab riesige, sterilisierte Tanks. Diese Tanks sind mit dem Medium gefüllt, das benötigt wird, um einen bestimmten Zelltyp oder Mikroorganismus zu züchten, der entweder das gewünschte Produkt produzieren oder das Produkt selbst sein kann.
Diese Zellkulturen werden mit einem motorisierten Instrument gerührt, mit Kühlmitteln auf der richtigen Temperatur gehalten und mit der richtigen Menge an Sauerstoff (oder Sauerstoffmangel) versorgt, um ihr Wachstum zu unterstützen. Sie können diesen Vorgang auch in a durchführen Einwegbeutelanstatt eines Tanks, was die Zeit verkürzt, die benötigt wird, um einen Tank erneut zu sterilisieren, bevor Sie etwas anderes anbauen können.
Was Stämm getan hat, ist im Wesentlichen, den Tank, das Rührwerk und die Rohre vollständig aus der Gleichung herauszuschneiden. Stattdessen entwickelt es eine Einheit, die ein dichtes Netzwerk von Mikrokanälen in 3D druckt, die die Zellen durch die Nährstoffe und den Sauerstoff führen, die sie benötigen. Die Bewegung selbst wirkt als Rührbewegung.
Ein Beispiel für ein 3D-gedrucktes Fluidkanalstück. Zellen, Sauerstoff und Nährstoffe können an verschiedenen Stellen zugeführt werden. Bildnachweis: Stamm Biotech
Diese Kanäle werden mit der Softwarekomponente von Stämm entworfen. Sie können sich den gesamten Prozess als „CDMO“ vorstellen [contract development and manufacturing organization] in der Cloud“, sagte Yuyo Llamazares, Mitbegründer und CEO von Stamm, gegenüber Tech.
„Wir haben diesen Bruch zwischen dem Willen, ein biologisches Produkt zu entwickeln, und den Fähigkeiten von auf dem Markt befindlichen Werkzeugen festgestellt. Das hat uns dazu inspiriert, uns dieses Problems anzunehmen“, sagte er.
Es besteht bereits ein erhebliches Interesse am Bereich der Bioherstellung, basierend auf der Idee, dass die Züchtung von Stoffen in Zellen die nächste Welle der Herstellung ist, von Biopharmazeutika bis hin zu Chemikalien, Textilien, Duftstoffen und sogar ganzen Fleischstücken.
Zum Beispiel Ginkgo Bioworks, das den Börsengang mit a erreichte 15 Milliarden Dollar Bewertung, ist ein Unternehmen, das sowohl bei pharmazeutischen als auch bei nicht-pharmazeutischen Anwendungen der Biofertigung besonders optimistisch ist. Aber die Beweise für eine solche weltverändernde Herstellung sind langsam durchgesickert. (Und zum Zeitpunkt des Schreibens war die Marktkapitalisierung von Ginkgo näher an 7,24 Milliarden Dollar.)
Nichts von dem Versprechen der biologischen Herstellung kann tatsächlich ohne die Bioreaktoren stattfinden. Stämms Ansatz ist es, den Reaktor durch den Einsatz von Mikrofluidik zu verkleinern.
CG-Darstellung des Flüssigkeitsflusses durch eines der gedruckten Teile. Bildnachweis: Stamm Biotech
Derzeit behauptet das Unternehmen, die Größe einer Bioproduktionsanlage um zwei Größenordnungen reduzieren zu können. Aber es wird immer noch in kleinerem Maßstab betrieben als die meisten großen Bioreaktoren. Die Bioreaktoren von Stämm können eine Leistung von etwa 30 Litern erreichen, nicht die Tausende, die im industriellen Maßstab oft zu sehen sind. (Das Unternehmen behauptet jedoch, dass sein Kernkonzept auf etwa 5.000 Liter skaliert werden kann.)
Trotz des Potenzials der Technologie befindet sich Stämm noch in den Anfängen der Kommerzialisierung. Es arbeitet derzeit mit einem europäischen Biopharmaunternehmen zusammen, das sich auf die Herstellung von Biosimilars konzentriert, und hat nach eigenen Angaben fünf potenzielle neue Partner in der Pipeline. Das Unternehmen plant, 2022 in den „Pilotmaßstab“ überzugehen.
Derzeit seien neue Partnerschaften Stämms wichtigster Erfolgsfaktor, sagte Llamazares. „Wir möchten mit so vielen Partnern wie möglich aus erster Hand interagieren und verstehen, wie das von uns entwickelte Produkt weiter helfen kann“, sagte er.
Wenn Sie etwas tiefer in die geschäftliche Seite der Dinge eintauchen, arbeitet Stämm immer noch an einigen Knicken. Als ich Llamazares nach den Kosten für eine der Einheiten fragte, nannte er keinen Dollar. Stämm möchte die Kunden an die Arbeit mit mikrofluidischen Bioreaktoren gewöhnen, im Gegensatz zu den traditionellen Maschinen, sagte er. In der Zwischenzeit ist der Preis der Maschinen und Dienstleistungen nicht festgelegt.
„Wir untersuchen in dieser Phase verschiedene Geschäftsmodelle und die Interaktion mit Kunden“, sagte er.
Für diese Runde plant Stämm eine Verdopplung der Mitarbeiterzahl auf rund 200 und den Ausbau der internationalen Präsenz. Das Unternehmen wird auch seine mikrofluidischen Bioreaktoren und die zu ihrer Steuerung erforderlichen Werkzeuge weiter verfeinern und entwickeln.
Zu den neuen Investoren in der Runde gehören der Hauptinvestor Varana, Vista, New Abundance, Trillian, Serenity Traders, Teramips und das Decarbonization Consortium. Sie schließen sich den bestehenden Investoren Draper Associates, SOSV, Grid Exponential, VistaEnergy, Teramips, Cygnus Draper und Dragones VC an, die ebenfalls an der Runde teilgenommen haben.