Forschung von Küste zu Küste

Im Labor von Pieter Cullis an der University of British Columbia (UBC) dominiert die Farbe Weiß: Sein widerspenstiges weißes Haar und sein strahlend weißer Laborkittel verleihen dem Wissenschaftler eine professorale Ausstrahlung, Ideen für Artikel und Projekte sind mit weißem Marker direkt aufs Fenster gekritzelt.

Bei so viel Weiß könnte die kleine weiße Anstecknadel mit dem goldenen Ahornblatt an Cullis’ Revers leicht unbemerkt bleiben, dabei zeugt sie davon, dass er als Officer of the Order of Canada ausgezeichnet wurde.

Den hohen Verdienstorden hat der Professor für Biochemie und Molekularbiologie für seine Pionierarbeit in der Lipidnanopartikel-Technologie erhalten – ein zen­trales Element der Covid-19-Impfstoffe von Pfizer-­Biontech und Moderna. Doch Cullis ist weit mehr als ein klassischer Akademiker.

Als Gründer zahlreicher Firmen hat der heute 79-Jährige vier Jahrzehnte lang den Aufstieg von Therapeutika auf Grundlage von Messenger-­RNA (mRNA) und Technologien für die präzise Verabreichung vorangetrieben – er selbst nennt sich gern einen „wissenschaft­lichen Unternehmer“. Cullis gilt als treibende Kraft hinter dem Aufstieg Vancouvers zum Zentrum für Biotechno­logie und Life Sciences, das mit etablierten Innovationsstandorten wie Boston und San Francisco konkurriert.

Neben Krebs gibt es aber auch seltene Krankheiten. „Stellen Sie sich ein Kind vor, dessen Körper nicht in der Lage ist, ein bestimmtes Protein zu bilden. Man könnte sein Leben retten, indem man Medikamente einsetzt, die die Leber anweisen, das fehlende Protein zu produzieren – Medikamente, die in nur wenigen Monaten ­entwickelt werden könnten. Das ist unglaublich spannend.“

Solche Medikamente auf Nukleinsäurebasis treiben auch Evonik um. Seit zehn Jahren ist der Chemie­konzern deshalb in Vancouver aktiv. Damals erwarb ­Evonik das Unternehmen Transferra Nanosciences – vormals Northern Lipids, eines der frühen unternehmerischen Projekte von Cullis – und baut seither die Kompetenz bei injizierbaren Arzneimitteln aus. Die Strategie ist klar: dort präsent sein, wo Wissenschaft auf Unternehmertum trifft, damit Ideen schnell vom Labor in die klinische Anwendung gelangen.

„Wir stehen an der Schwelle zu einer revolutionären Entwicklung“, sagt Mike Parr, Global Head, Strategic and Technical Marketing in den Vancouver Laboratories von Evonik. Cullis kennt er gut. In den 1990er-Jahren studierte er bei ihm, später war er an der Harvard Medical School als Postdoktorand tätig. „Die Pandemie hat das Potenzial der mittels Lipidnanopartikeln verabreichten Nukleinsäuren beschleunigt“, sagt Parr.

Derzeit unterstützt Evonik ein Programm namens ETH47. Hierbei geht es um einen mRNA-basierten Wirkstoff, der die körpereigenen Abwehrkräfte in den Atem­wegen stärken und so virusbedingten Asthmaanfällen vorbeugen soll. 2025 startete das Münchner Biotech-Unternehmen Ethris eine Phase-IIa-Studie zur Untersuchung des Thera­peutikums, das als Nasenspray verabreicht wird. Um Nebenwirkungen zu vermeiden, entwickelt und ­testet Evonik außerdem eine neuartige Struktur für sogenannte PEG-Lipide.

45 Autominuten vom Stadtzentrum Vancouvers entfernt stellen die Forscher in den Evonik-Laboren Nanopartikel her, indem sie in speziellen Mischern Lipide mit einer Nukleinsäure-Fracht zusammenführen. Im Reinraum, hinter dicken Fensterscheiben und abgedichteten Türen, überwachen Mitarbeiter in Schutzkleidung, wie die Mittel anschließend in Ampullen abgefüllt werden.

„Was wir hier herstellen, wird Menschen verabreicht“, sagt Parr, „und da darf es keine Fehler geben.“ Die klinische Produktion für Phase-I- und -II-Studien erfolgt hier, die Produktion in größerem Maßstab für die abschließende Phase III und die kommerzielle Herstellung finden am Evonik-Standort in Birmingham (Alabama, USA) statt.

Während der Pandemie ging Evonik eine Partnerschaft mit dem in Vancouver ansässigen Unternehmen Acuitas Therapeutics ein. Dieses ebenfalls von ­Pieter Cullis mitbegründete Unternehmen entwickelte die LNP-Technologie für den Impfstoff von Pfizer-­Biontech. Innerhalb weniger Monate fuhr Evonik die Produktion für zwei in den Nanopartikeln verwendete Lipide hoch.

In Vancouvers Biotech-Szene werden die Mitglieder von Cullis’ damaliger Forschungsgruppe und die Mitbegründer der ersten Start-ups ähnlich verehrt wie die Gründer von Google oder Apple im Silicon Valley. „Über vier Jahrzehnte hinweg haben wir unzählige Unternehmen im Bereich Liposome und LNP gegründet. Die Mitarbeiter, die in Pieters Labor arbeiteten und dann in die neuen Unternehmen wechselten, gaben sich quasi die Klinke in die Hand“, erzählt Tom Madden, Mitgründer und CEO von Acuitas sowie einer der ersten von Cullis’ Mitarbeitern. Im Konferenzraum seines Unternehmens zeigt eine große Grafik die Entwicklung des Unternehmens seit 2009 und bringt seine Vision in Großbuchstaben auf den Punkt: „mRNA ist die Zukunft. ES GIBT KEINE GRENZEN.“ Eine weitere Aussage lautet: „Wir retten die Welt.“

Auch Wendy Hurlburt sieht in der herausragenden Rolle der örtlichen Forschungseinrichtungen einen wichtigen Grund für den ausgeprägten Unternehmergeist in Vancouver. „Die University of British Columbia ist seit Jahrzehnten eine treibende Kraft im Bereich der Biotechnologie“, sagt die Chefin des Branchenverbands Life Sciences British Columbia.

Sie führt das Wachstum der Branche außerdem auf eine ganz eigene Mentalität an der Westküste zurück, die durch Einwanderung, Zusammenarbeit, Einfallsreichtum und Eigenverantwortung geprägt sei.

Mit fast 20.000 Beschäftigten in mehr als 2.000 Unternehmen – die meisten davon im Großraum Vancouver – weist British Columbia heute den am schnellsten wachsenden Life-Sciences-Sektor Kanadas auf. „Vancouver war schon immer ein Ort des Unternehmertums und der Innovation“, bestätigt Dermot Kelleher, emeritierter Dekan der medizinischen Fakultät der UBC. „Aber es fehlt immer noch die kritische Masse, die Life-­Sciences-­Zentren wie Boston auszeichnet.“

Um das Leistungsangebot in Vancouver zu ergänzen, ließ sich Evonik 2024 daher im Großraum ­Boston (US-Bundesstaat Massachusetts) nieder. Der Cambridge Innovation Satellite von Evonik ist ebenfalls auf Lipidnano­partikel spezialisiert und verfügt über moderne Laborräume auf dem Campus des Massachusetts Institute of Technology (MIT) im Stadtviertel Kendall Square, das häufig als „innovativste Quadratmeile der Welt“ bezeichnet wird. 

Auch hier sind Koryphäen ansässig, die das Anwendungsspektrum von Lipidnanopartikeln ständig erweitern, etwa Robert Langer: „Die Verabreichung von Nuklein­säuren eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen wie dem Proteinersatz, Gentherapien und der zellspezifischen Modulation – vorausgesetzt, wir können die richtigen Zellen zuverlässig erreichen“, sagt der MIT-Professor, der als Pionier auf dem Gebiet moderner Biomaterialien und Arzneimittelverabreichung gilt und das Biotech-Unternehmen Moderna mitgegründet hat.

In den vergangenen zwei Jahren hat sich Evonik als Teil des Netzwerks aus Unternehmen, akademischen Einrichtungen und Krankenhäusern in Cambridge etabliert. „Dieses einzigartige Umfeld ermöglicht es uns, beim wissenschaftlichen Fortschritt weiterhin eine Spitzenposition einzunehmen“, sagt Andrea Engel, Senior Director of Cell and Delivery Systems bei Evonik. Ein großes Augenmerk liege auf Forschung und Entwicklung in ­frühen Phasen der Arzneimittelentwicklung.

In Cambridge werden innovative Ideen ganz ungezwungen ausgetauscht – sogar im Café. „Die Community ist unglaublich offen und hilfsbereit“, berichtet Engel. „Forscher können leicht Kontakt aufnehmen. Manchmal müssen sie nur auf die andere Straßenseite gehen, um gemeinsam an Formulierungen zu arbeiten.“

Im Labor des Cambridge Innovation Satellite setzt Daniel Costa, Senior Scientist for Nucleic Acid Delivery, einen Vernebler ein, um LNP-Formulierungen für Lungenerkrankungen wie Asthma zu testen. Sie werden nicht als Injektion verabreicht, sondern vom Patienten inhaliert, wodurch sie direkt an die Schleimhäute der Atemwege gelangen. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt liegt auf In-vitro-Tests von Formulierungen in zellbasierten Systemen. Auf dem Computerbildschirm erscheinen die Zellbestandteile als blaue und rote Flecken, was an ein impressionistisches Gemälde erinnert.

„Kanada verfügt über umfassendes Know-how in den Bereichen RNA und Lipidnanopartikel. Unser Ziel ist es, diese Kapazitäten zu nutzen, um bei einer Pandemie innerhalb kurzer Zeit klinische Frühphasen­studien zu erstellen“, sagt Kelleher. „Die Partnerschaft mit Unternehmen wie Evonik wird entscheidend sein, wenn es darum geht, die Produktion hochzufahren.“ Evonik-Manager Parr ist Industrierepräsentant im Governance-Ausschuss des CIEBH.

Eine wichtige Initiative des CIEBH ist das von Pieter Cullis mitgeleitete Avenger-Programm, das sich auf die Entwicklung von mRNA-LNP-Impfstoffformulierungen zum Schutz vor viralen und bakteriellen Krankheits­erregern konzentriert. Zugleich treibt die Gruppe die Forschung an personalisierten Krebsimpfstoffen und klinische Studien voran.