„Die chemische Industrie steht unter einem enormen Druck“

Mit „CataGel“ haben Forscher vom KIT eine Technologie entwickelt, um chemische Syntheseprozesse deutlich effizienter und kostengünstiger ablaufen zu lassen. Ein Interview mit Sandra Kröll, Co-Founder Catavis.

Sie wollen mithilfe von Enzymen chemische Prozesse vereinfachen, sogar im industriellen Maßstab. Wie stellen Sie das an?

Generell sind Enzyme als biologische Katalysatoren viel nachhaltiger als die herkömmlichen chemischen Katalysatoren und gelten daher als Schlüsseltechnologie für eine zukunftsorientierte Chemie. Enzyme werden in der Industrie schon genutzt, aber leider sehr ineffizient. Wir bei Catavis wandeln Enzyme in funktionelle, gelartige Materialien um, die einen erhöhten Enzymgehalt haben und direkt in katalytischen Prozessen eingesetzt werden können. Dadurch wird es erheblich effizienter und günstiger. Unsere CataGele können dabei in jeden Produktionsprozess integriert werden.

Wie funktioniert dieses von Ihnen CataGel-Technologie genannte Verfahren genau?

Das CataGel ist ein gelartiges Biomaterial, das nahezu vollständig aus Enzym besteht. Die bislang eingesetzten Produkte bestehen zu einem großen Teil aus inaktivem Trägermaterial, um diese Enzyme für den Produktionsprozess zu stabilisieren, und nur zu einem Bruchteil aus dem aktiven Enzym. Dieses inaktive Material ist aber sehr teuer und nimmt wertvollen Reaktionsraum weg, man hat also weniger Enzym auf gleichem Raum und dadurch ist die ganze Reaktion ineffizienter. Wir umgehen dieses Problem, indem wir die Enzyme mit sich selbst vernetzen und somit keine inaktiven Materialien integrieren.

Sind Sie die Ersten, die darauf gekommen sind?

Es gibt einige große Player, die schon viel mit Enzymen und mit diesen Immobilisierungstechniken arbeiten, also der Anknüpfung von Enzymen an Trägermaterialien. Wir sind aber die Ersten, die eine Möglichkeit gefunden haben, um Enzyme auch trägerfrei zu nutzen. So können wir das reine Enzym direkt in den Produktionsprozess integrieren.

Bei all den Global Playern braucht es Ihr Spin-off, um so etwas umzusetzen?

Ja, tatsächlich wird aktuell viel nach nachhaltigeren Technologien geforscht, weil die chemische Industrie unter einem enormen Druck steht. Einerseits benötigen immer mehr Menschen immer mehr Produkte, gleichzeitig müssen wir aber auch umdenken und nachhaltiger agieren. Dafür sind diese Biokatalysatoren ein sehr wichtiger Ansatzpunkt. Bisher gibt es einfach noch nicht genügend Möglichkeiten, um das kosteneffizient zu gestalten, damit es auch wirklich eingesetzt wird.

Sie und Ihre beiden Kollegen sind das komplette Team?

Genau. Wir sind ein Kernteam von drei Wissenschaftlern und arbeiten schon mehrere Jahre zusammen, und haben auf dem Gebiet der Biokatalyse schon intensiv geforscht. Wir haben für unser Ausgründungsvorhaben am Institut von Prof C. Niemeyer, der unsere Doktorarbeit betreut hat, sehr viel Unterstützung erhalten. Wir haben auch vom KIT hervorragende Möglichkeiten bekommen, diese Idee zu verfolgen. Auch Helmholtz hat uns im Rahmen der Enterprise-Förderphase ein sehr starkes Netzwerk zur Verfügung gestellt. So haben wir weitere Mentoren und einen erfahrenen Coach, der uns bei der Transition von Wissenschaft zur Wirtschaft unterstützt.

Dieser Coach sagt Ihnen: Darauf müsst ihr achten, so tickt Wissenschaft, aber Wirtschaft tickt so. Oder wie stellt man sich das vor?

Genau. Unser Coach hat selbst viel Erfahrung im Bereich Start-ups und unterstützt uns auch bei dem Prozess, eine Firma aufzubauen und die nötigen Strukturen zu etablieren. Wir haben zudem noch weitere Mentoren, die uns mit ihren Erfahrungen unterstützen. Wir haben außerdem an einem Akzelerator-Programm teilgenommen, bei dem wir unsere Idee analysiert und evaluiert haben, wie wir den Markt erreichen können.

Wie hat sich das angefühlt für Sie und Ihre Kollegen? War das ein ganz logischer Fortschritt in Richtung „Wir machen da was Wirtschaftliches draus“ oder hat man da zwischendurch Bedenken und denkt: „Ach, eigentlich will ich doch nur forschen“?

Das war tatsächlich ein recht fließender Übergang. Mein Teamkollege Patrick Bitterwolf hat dieses Thema schon während seiner Dissertation intensiv behandelt und ausgebaut, er hat die CataGel-Materialien im Prinzip mitentwickelt. Für uns war es daher ein aufregender Prozess, auszuarbeiten, wie viel Potenzial in der Idee steckt. Man selber denkt natürlich: Warum nutzt man das nicht, das ist doch eine super Technologie? Dann auch wirklich zu sehen, dass unser CataGel eine wirtschaftliche Anwendung hat, ist sehr lohnenswert für uns und da kommt eine sehr spannende Zeit auf uns zu.

So wie Sie das aufzählen, klingt das sehr stringent. War das tatsächlich so oder gab es bei dem ganzen Prozess doch immer wieder Punkte, wo Sie auf der Stelle traten? Oder sich fragten: „Wollen wir wirklich den Schritt weitergehen?“ Oder: „Irgendwie ist uns das alles gerade zu viel?“

Auf der einen Seite sind wir überzeugt von unserer Technologie und arbeiten mit Begeisterung daran, unsere Ausgründung voranzubringen. Gleichzeitig merkt man natürlich schon: Es gibt große Player auf dem Markt und dann hat man manchmal vielleicht auch das Problem, seine Idee richtig zu vermitteln. Gerade am Anfang, wo man noch nicht viel Material hat, auf das man zurückgreifen kann, da wir ja noch ganz früh in der Entwicklung sind. Aber gerade durch die Helmholtz-Förderung haben wir die idealen Möglichkeiten, diesen Schritt Richtung Kommerzialisierung zu gehen.

Nochmal zum Stichwort Hydrogel. Das heißt, diese Enzyme sind in Gelform gebunden – und man kann sie nach dem katalytischen Prozess einfacher wieder rausnehmen?

Genau. Das ist die Idee hinter diesen Immobilisierungstechniken. Einerseits, dass die Enzyme vom späteren Produkt leichter wieder abgetrennt werden können, dadurch, dass die auf irgendwelchen Trägern – oder bei uns trägerfrei – immobilisiert sind. Andererseits kann durch diese Anbindung auch die Stabilität der Enzyme erhöht werden, um die Materialien über einen längeren Zeitraum zu nutzen und mehr Produkt zu erhalten.

Dieses CataGel löst sich, anders als ein Gel, das man sich auf die Haut schmiert, nicht auf. Und es bindet sich selbstständig an Oberflächen. Wie stellt es das an? Und was hat man bisher mit den Enzymen gemacht? Kleber aufgetragen?

Im Prinzip ja. Bei uns ist es so, dass die Enzyme zwei komplementäre Bindeanker haben, durch die sie sich selbstständig ligieren können. Bei anderen Immobilisierungstechniken haben die Enzyme auch eine Art von Bindeanker, werden dann aber auf ein inaktives Material gebunden. Das Innovative an unserer Technologie ist, dass sich die Enzyme selbstständig zu einem Gel formen, ohne dass dafür Trägermaterialien oder weitere Chemikalien nötig sind.

Woher haben die diese Selbstständigkeit? Haben die etwas, das sich anzieht?

Man kann sich das vorstellen wie einen Zwei-Komponenten-Kleber, bei dem zwei Moleküle sich anziehen und zusammen eine sehr starke Bindung ausbilden.

Ihre potenziellen Abnehmer sind „Unternehmen im Bereich der Synthese von Feinchemikalien“, das klingt erstmal nach ziemlich allem vom Waschmittel über Biokraftstoffe und Kunststoffe bis zur Pharmaindustrie. Ist das so?

Tatsächlich sind die CataGele eine recht breit anwendbare Technologie für alle relevanten Zweige der Chemie und Pharmaindustrie. Für die erste Phase, bevor wir noch gegründet sind, werden wir uns zunächst auf einen Bereich fokussieren.

Lebensmittelindustrie, Vitamine, Nahrungsergänzungsmittel nennen Sie als Beispiele. Das Besondere ist ja nicht nur, dass das Gel besser ist, es ist ja auch noch billiger.

Genau. Dadurch, dass wir uns diesen teuren, inaktiven Träger sparen und die Menge an Enzymen auf dem gleichen Raum vergrößern, können wir unsere Hydrogele auch sehr viel günstiger anbieten.

Wie kam es zur Förderung durch Helmholtz Enterprise?

Tatsächlich ist das schon während des Akzelerator-Programms aufgekommen, dass wir evaluiert haben: Ist das etwas, das wir vermarkten können? Ist das interessant, wird es auf dem Markt gebraucht? In dem Zusammenhang haben wir angefangen, mit der IRM-Einheit bei uns am KIT zusammenzuarbeiten und sind auf die Helmholtz Enterprise-Förderung aufmerksam geworden. Die Förderung ist ein idealer erster Schritt ist, um eine Idee aus dem Labor auf den Markt zu bringen, Unternehmensstrukturen aufzubauen und sich am Markt zu positionieren.

Die Enterprise-Leute haben gesagt: Füllt mal diesen Antrag aus und dann schauen wir mal?

Wir haben den Antrag eingereicht und wurden dabei durch unser Institut, die IRM-Einheit und auch Helmholtz selbst sehr gut betreut und haben viel Unterstützung erhalten. Zusätzlich zum Antrag hatten wir einen Auswahltag, bei dem wir unsere Idee vor einer Jury pitchen durften.

Wie lange hat der Prozess gedauert von der Kontaktaufnahme bis „Okay, wir fördern euch“?

Das ging eigentlich sehr schnell. Wir haben im Oktober unsere Bewerbung eingereicht und unsere Idee in einem Pitch vorgestellt, und dann kam die Fördermitteilung ein paar Wochen danach.

Sie hatten vorhin gesagt, da werden Ihnen Menschen an die Seite gestellt, die Ihnen helfen? Es gibt aber auch Geld?

Das Helmholtz Enterprise Programm unterstützt unser Ausgründungsvorhaben auch finanziell. Mit dem Geld können wir unsere Stellen finanzieren, unsere Produktidee weiterverfolgen, erste Unternehmensstrukturen aufbauen, und Marktanalysen durchführen. Gleichzeitig kommt von Helmholtz noch sehr viel mehr Unterstützung: Wir werden einen Zwischenbericht liefern, bei dem der Projektfortschritt evaluiert wird. Zusätzlich können wir mit dem Geld einen Coach engagieren. Wir haben uns für einen Coach entschieden, den wir schon länger kennen und der uns durch seine Erfahrungen mit Gründungen im Bereich der Chemie hervorragend unterstützen kann. Das Helmholtz Enterprise Programm ist damit eine einmalige Chance für uns, aus unserer Idee ein Unternehmen aufzubauen.

23.07.2021, Das Interview hat der Autor, Thomas Röbke geführt.

Catavis

Catavis entwickelt innovative, katalytische Biomaterialien für die chemische Industrie. Mit einer CataGel-Technologie wird die Effizienz chemischer Syntheseprozesse deutlich gesteigert, sodass werthaltige Chemikalien mit nachhaltigen Prozessen kostengünstig produziert werden können.

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