Laborjournal 2018-01/03

| 3/2018 46 Wirtschaft Die Gründungsgeschichte beginnt im südostasiatischen Stadtstaat Singapur. Dort, an der National University of Singapore (NUS), arbei- tet Chemiker Dieter Trau als Privatdozent für Chemie- und Biomole- kulartechnik. Gemeinsam mit seinem damaligen Postdoc Andreas Schmidt, der sich inzwischen als Biotech-Investor verdingt, entwi- ckelte er die Idee des„Protein Multiplexing“ – also der gleichzeitigen Analyse vieler Zielmoleküle, mittels Mikrobeads. 2010 gründeten die beiden Ayoxxa, noch immer in Singapur. Doch bald schon lockten diverse Fördermöglichkeiten in Deutschland, so dass Schmidt sich an seinem ehemaligen Studien- ort Köln nach Investoren umschaute.„Relativ früh ergaben sich öf- fentliche Förderungen durch den High-Tech-Gründerfonds und die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Aber auch die NRW-Bank und das Londoner Venture Capital-Unternehmen Wellington Partners in- vestierten“, erklärt Wolfgang Kintzel. Der Biologe leitet seit 2017 das Ayoxxa-Marketingteam, nach Stationen beim Kölner Transfektions- reagenzien-Anbieter Amaxa (2008 vom Schweizer Pharmagiganten Lonza gekauft) und der NRW-Bank. Eine erste Finanzierungsrunde spülte 2012 immerhin 2,6 Millio­ nen Euro in die Kasse. Und so baute CEO Schmidt nach und nach das Unternehmen am Kölner Biocampus auf. Bereits 2014 erhöh- te sich Ayoxxas Kapital um weitere 11,3 Millionen Euro, und Kintzel verrät:„Wir bereiten eine weitere Finanzierungsrunde für 2018 vor, um uns am Markt zu behaupten, wie auch um Kooperationen mit Partnern aus Medizin und Pharma voranzutreiben.“ Beads suchen sich ihre Löcher selbst Logische Folge davon, dass das Start-up im vergangenen Jahr die reine Entwicklungsphase verlassen hat und seitdem mit seinen Protein-Multiplexing-Kits auf den internationalen Markt drängt. Das Unternehmen ist erwachsen geworden, neben dem anfänglichen Einzelkämpfer Schmidt arbeiten inzwischen über dreißig Mitarbei- ter in Köln, Singapur und den USA. Zudem löste im Oktober 2016 CEO Rodney Turner Interimsgeschäftsführer Schmidt ab. Nun heißt es also: Kommerzialisierung der Technologie. Und die nennt sich IBEA, In-situ Encoded Bead-based Array. Da- für haben die Ayoxxa-Entwickler einen mikrostrukturierten – also mit vielen Löchern versehenen – Chip mit Probenkavitäten (Wells) konstruiert.„Die beladen wir mit Antikörper-konjugierten Polysty- rol-Beads. In einem Reaktionswell können wir etwa 10.000 Beads positionieren“, erklärt Markus Zumbansen. Der promovierte Bioche- miker hat in Köln studiert und danach ebenfalls bei Amaxa in der Forschung und Entwicklung (F&E) gearbeitet. Nach einer Zwischen- station im Bergischen Land beim Zellsortierungs-Unternehmen Mil- tenyi stieg er im Dezember 2012 bei Ayoxxa ein und überwacht so- wohl F&E als auch Qualitätssicherung. Polystyrol-Beads lassen sich besonders gut bearbeiten: Koppeln mit Antikörpern, Sedimentieren, Charakterisieren – das sind alles Standard-Prozeduren.„Die Vorteile der Beads kombinieren wir mit einem klassischen Sandwich-Immunoassay, also ELISA, der jedoch in der Regel auf einer Platte durchgeführt wird“, so Zumbansen. Der Nutzer gibt also nur noch seine Probe in das Well – zum Bei- spiel Serum, Plasma oder andere Körperflüssigkeiten, aber auch Zellkultur-Überstände. Aus diesen Proben fischen die immobili- sierten Antikörper ihr Zielmolekül heraus. Nach Inkubations- und Waschschritten gesellt sich dann ein ebenfalls Antigen-spezifischer biotinylierter Sekundärantikörper hinzu, welcher zuletzt mithilfe ei- nes Streptavidin-Fluorophor-Konjugats detektiert wird. Zur Auswer- tung macht der Experimentator nur noch ein Foto der angeregten Fluorophore – fertig: Das Fluoreszenzsignal pro Bead ist proportio- nal zur Analyten-Konzentration in der Lösung. Das klingt recht simpel, hat aber bis dahin nichts mit Multiplex­ analyse zu tun. Wie kommen nun also Beads mit unterschiedlichen Antikörpern auf den Chip? Genau das ist der Clou: Die Polystyrol- Beads werden zufällig auf die Löcher im Chip verteilt, was die Posi- tionierung natürlich ungemein erleichtert.„Das ist ein wichtiger As- pekt, denn wir bauen unseren Wafer mithilfe bildbasierter Technolo- gie sequentiell auf“, sagt Zumbansen. Konkret heißt das: Ein Well wird mit einer Lösung beladen, in welcher Antikörper-A-gekoppelte Beads schwimmen. Die platzieren sich – wie sie gerade wollen – in einem Teil der 10.000 Löcher. Dann wird gewaschen und ein Foto von dem Chip gemacht. So wissen die Forscher genau, wo die – sagen wir – 2.000 Beads der Familie A lie- gen. Dieser Prozess wird mit Antikörper-B-gekoppelten Beads wie- derholt, und so weiter. Bei einem Fünfplex-Chip sitzen so am En- de mit fünf unterschiedlichen Antikörpern gekoppelte Beads in ih- ren Löchern, alles fotografisch festgehalten. Jeder Chip hat am Ende sein eigenes, personalisiertes und via Barcode gespeichertes Koor- dinatensystem. Wird er dann später ausgelesen, weiß die Software, in welchem Loch welcher Antikörper sitzt, und kann die Signale prä- zise zuordnen. Das macht ein Vertauschen der Positionen unmög- lich, selbst wenn der Nutzer den Chip mehrfach dreht und wendet. „Wir haben hier a) eine relativ hohe Dichte an Beads einer Fami- lie – und b) durch die distinkte Positionierung keine Nebeneffekte, die wir hinterher wieder löschen müssen, weil Beads beispielsweise zu nahe beieinander liegen“, erläutert Kintzel die Vorteile der Tech- nologie. Und sagt überzeugt:„Dadurch erreichen wir eine unglaub- lich hohe Präzision auf dem Chip, die selbst gespottete Technologi- en nicht erreichen.“ Bei letzterem Verfahren werden Bindepartner wie Antikörper oder DNA direkt auf eine Oberfläche aus Glas oder Kunststoff„gedruckt“. „Außerdem arbeiten wir nicht wie beim ELISA mit einem Farb- oder Chemilumineszenz-Signal, welches durch eine Reagenzi- Multiplex-Protein-Analyse: Die Kölner Biotechfirma Ayoxxa setzt bei der parallelen Quantifizierung zahlreicher Zytokine und Co. auf kleine Antikörper-bepackte Kunststoffkügelchen. Sandwich auf Kugeln Firmenporträt: Ayoxxa Biosystems (Köln) Ein Teil der Ayoxxa- Belegschaft mit Wolfgang Kintzel (8. von rechts) und Markus Zumbansen (6. von rechts). Foto: Sigrid März

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