Bildnachweis: CellTec Systems.
CellTec Systems aus Lübeck entwickelt eine Plattform zur industriellen Vermehrung primärer Zellkulturen – ohne fetales Kälberserum, ohne genetische Veränderung und erstmals in skalierbaren 3D-Hydrogelsystemen. Damit könnte Zellwachstum selbst zu einer industriellen Basistechnologie werden. Von Urs Moesenfechtel
Ein Medikament gegen eine neue Virusvariante. Leder ohne Tierhaltung. Individuelle Zelltherapien aus körpereigenen Stammzellen. Oder Fischfilets, für die kein Fisch mehr gefangen werden muss: Technologisch denkbar sind viele dieser Anwendungen bereits heute. Das eigentliche Problem ist jedoch die Verfügbarkeit von Zellmasse. Denn egal ob Pharma, Lebensmittelindustrie oder regenerative Medizin – fast alle zellbasierten Verfahren scheitern bislang an derselben Hürde: Zellen lassen sich nur schwer in großen Mengen vermehren. Genau dieses Problem versucht CellTec Systems aus Lübeck zu lösen.
Der Engpass der zellulären Bioökonomie
„Die industrielle Nutzung tierischer und humaner Zellkulturen gilt seit Jahren als technologisches Zukunftsfeld“, sagt Prof. Dr. Charli Kruse, Mitgründer von CellTec Systems. „Der eigentliche Durchbruch bei der Herstellung von Konsumgütern bleibt bislang jedoch aus, weil die kostengünstige industrielle Vermehrung der Zellen bis heute ungelöst ist.“
Kruse beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit Zelltechnologien. Der Molekularbiologe leitete über viele Jahre die Fraunhofer-Einrichtung für Marine Biotechnologie und Zelltechnik in Lübeck und war unter anderem am Aufbau der Wildtier-Zellbank „CRYO-BREHM“ beteiligt. Früh konzentrierte er sich auf die Frage, wie sich vermehrungsfähige Zelllinien langfristig konservieren und industriell nutzbar machen lassen.
Das Kernproblem vieler Verfahren liege weniger in der Zellbiologie selbst als in den Produktionssystemen. „Die meisten adhärenten Primärzellen wachsen nur auf Oberflächen“, erklärt Kruse. „Sobald diese Fläche besiedelt ist, stoppt das Wachstum.“ Klassische Zellkulturen arbeiten aber meist zweidimensional – in Petrischalen, Zellflaschen oder auf Kunststoffträgern. Was im Labor funktioniert, wird bei industriellen Volumina schnell ineffizient. Gleichzeitig beruhen viele Verfahren weiterhin auf fetalem Kälberserum oder genetisch veränderten Zelllinien – Ansätze, die insbesondere im Lebensmittelbereich regulatorisch und gesellschaftlich zunehmend kritisch betrachtet werden.
Zellwachstum als kontinuierlicher Prozess
CellTec Systems verfolgt deshalb einen anderen Ansatz. Statt einzelne Produkte zu entwickeln, will das Unternehmen eine universell einsetzbare Plattform für industrielle Zellproduktion schaffen. Kern der Technologie ist ein patentiertes 3D-Kultivierungssystem auf Basis von Hydrogel-Kapseln. Während klassische Zellkulturverfahren auf flachen Oberflächen arbeiten, wachsen die Zellen bei CellTec innerhalb dreidimensionaler Hydrogel-Strukturen. Dort entsteht ein Netzwerk, an dem sich adhärente Zellen anheften und vermehren können. Parallel entwickelt das Unternehmen Kulturmedien ohne fetales Kälberserum sowie skalierbare Bioreaktorsysteme.
„Welches Tier produziert zwei Tonnen Biomasse in zwei Tagen?“Prof. Dr. Charli Kruse
Vereinfacht könnte man das CellTec-Prinzip als eine Art „Bubble Tea“ für Zellen beschreiben: Die Zellen werden gemeinsam mit einer flüssigen Gellösung verkapselt. Anschließend polymerisiert das Material zu stabilen Kugeln. Nach der Zellvermehrung werden die Hydrogele wieder aufgelöst, die Zellen freigesetzt und erneut verkapselt. „Sobald genügend Zellmasse vorhanden ist, wird der Prozess kontinuierlich“, erklärt Kruse. Die Zellen wachsen, werden freigesetzt und erneut verkapselt.
„Am Anfang wächst das System exponentiell“, erklärt Kruse. „Wenn genügend Zellmasse vorhanden ist, kann man dann kontinuierlich Biomasse entnehmen und parallel weiter wachsen lassen.“ Die industrielle Logik dahinter unterscheide sich grundlegend von klassischer Tierhaltung. „Welches Tier produziert zwei Tonnen Biomasse in zwei Tagen?“, fragt Kruse. Nach Angaben des Unternehmens lassen sich die Systeme bislang linear skalieren – von der Zellkulturschale über 250-Milliliter-Systeme bis hin zu 3-, 5- und künftig 30-Liter-Bioreaktoren. Perspektivisch sollen Systeme bis 300 Liter folgen. CellTec verfolgt dabei bewusst einen schrittweisen Skalierungsansatz, um Stabilität und Reproduzierbarkeit der Prozesse zu sichern.
Die firmeneigene Zellbank umfasst nach Unternehmensangaben inzwischen mehr als 2.000 Proben unterschiedlicher Wirbeltierarten. Darunter befinden sich unter anderem Zelllinien von Rind, Schwein, Ziege, Kaninchen sowie verschiedenen Fischarten. Die primär isolierten Zellen werden nicht immortalisiert und lassen sich laut Unternehmen dennoch teilweise über mehr als 50 Zellteilungen vermehren.
Mehr als Cultivated Meat
Obwohl CellTec häufig im Zusammenhang mit Cultivated Meat genannt wird, versteht sich das Unternehmen nicht primär als Lebensmittelhersteller. „Wir wollen nicht nur daß Rinderpatties oder Fischstäbchen hergestellt werden“, sagt Kruse. „Die Technologie soll überall dort funktionieren, wo Zellmasse benötigt wird.“ Die möglichen Anwendungen reichen von Impfstoffen, Pharmawirkstoffen und Testsystemen bis hin zu Biomaterialien, Kosmetik-Inhaltsstoffen und regenerativer Medizin.
„Die größte Erfindung des letzten Jh. ist für mich die Zellkultur. Ich bin überzeugt, dass wir erst am Anfang einer Entwicklung stehen, die einen immer breiteren Ausbau einer zellbasierten Wirtschaft ermöglicht und damit völlig neue und umweltschonende Produktionsverfahren hervorbringt.“
Prof. Dr. Charli Kruse
Für Kruse geht es dabei um mehr als einzelne Produkte: „Die eigentliche Frage ist, wie sich Zellkulturen selbst zu einer industriellen Rohstoffquelle entwickeln lassen.“ Zellbasierte Produktionssysteme könnten langfristig helfen, biologische Rohstoffe regional und kontrolliert herzustellen – unabhängiger von globalen Lieferketten, Tierbeständen oder industrieller Massentierhaltung. Gerade in Europa gewinnt dieser Gedanke zunehmend an Bedeutung: biologische Produktion als strategische Infrastruktur.
Gleichzeitig betont Kruse, dass zellbasierte Produktionssysteme keine vollständige Alternative zur klassischen Landwirtschaft darstellen sollen. Vielmehr gehe es darum, industrielle Massentierhaltung perspektivisch zu reduzieren und biologische Produktionsprozesse zu ergänzen.
Perspektive: Zellbanken für Erwachsene
Neben industriellen Anwendungen arbeitet CellTec Systems bereits an weiteren Konzepten. Dazu gehört unter anderem der Aufbau einer Stammzellbank für Erwachsene. Anders als klassische Nabelschnurblutbanken sollen dabei körpereigene Stammzellen auch im Erwachsenenalter gewonnen, vermehrt und kryokonserviert werden können. Die Zellen stammen laut Unternehmen unter anderem aus Schweißdrüsenbiopsien und könnten perspektivisch für regenerative Anwendungen genutzt werden – etwa bei Wundheilung oder degenerativen Erkrankungen. Die Zellen würden dabei eingefroren und könnten später für patienteneigene Therapien wieder verfügbar gemacht werden.
Noch befindet sich die Branche in einer frühen Entwicklungsphase. Viele Unternehmen erreichen bislang nur Pilotmengen. Ob industrielle Zellproduktion tatsächlich wirtschaftlich skalierbar wird, dürfte entscheidend davon abhängen, wie schnell sich Kosten, Produktionsvolumina und regulatorische Anforderungen beherrschen lassen. CellTec Systems versteht sich dabei weniger als klassisches FoodTech-Startup denn als Plattformanbieter für industrielle Zellproduktion. Der strategische Kern des Unternehmens liegt nicht in einem einzelnen Produkt – sondern in der Frage, ob sich Zellwachstum selbst zur industriellen Infrastruktur entwickeln lässt.
Wachstum, Partnerschaften und Roll-out
Für die nächsten Entwicklungsschritte setzt CellTec Systems auf Partnerschaften mit Industrie und Forschung. „Wir können bereits heute andere Unternehmen mit unserer Technologie ausstatten“, sagt Kruse. Finanziert wird der Ausbau derzeit maßgeblich durch die FML-Familienstiftung. 2024 wurde das verfügbare Investitionsvolumen des Unternehmens auf insgesamt zehn Millionen Euro erhöht. Damit zählt CellTec zu den vergleichsweise solide finanzierten deutschen Akteuren im Bereich industrieller Zellproduktion.
Mit dem Kapital plant das Unternehmen den Ausbau zusätzlicher Laborflächen auf dem Lübecker Campus sowie die Erweiterung des Teams auf rund 30 Mitarbeitende. Gleichzeitig arbeitet CellTec am nächsten Skalierungsschritt seiner Bioreaktorsysteme. Für den späteren industriellen Roll-out setzt CellTec auf Kooperationen mit spezialisierten Bioreaktorherstellern und Produktionspartnern. Parallel baut das Unternehmen seine Position im entstehenden europäischen CellAg-Ökosystem aus. CellTec tritt inzwischen zunehmend als Komplettanbieter für industrielle Zellproduktion auf – von Primärzellen über Wachstumsmedien bis hin zu skalierbaren Produktionsprozessen. Die Strategie dahinter: nicht einzelne Produkte zu verkaufen, sondern die technologische Infrastruktur für eine zukünftige zellbasierte Bioökonomie bereitzustellen.
Autor/Autorin
Urs Moesenfechtel, M.A., ist Redaktionsleiter der Plattform Life Sciences und gehört zum Redaktionsteam der Kapitalmarkt-Plattform GoingPublic (GoingPublic, HV Magazin, www.goingpublic.de). Urs beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Themenfeldern Biotechnologie und Bioökonomie und war u.a. bereits als Wissenschaftsredakteur für mehrere Forschungseinrichtungen tätig.
