Molekularbiologie trifft Ingenieurwissenschaft
Das Unternehmen Qiagen gilt als Weltmarktführer bei molekularen Testsystemen für biologische Proben – ob Erreger von Vogel- und Schweinegrippe oder genetische Fingerabdrücke. Michael Collasius, Chef der Instrumentensparte, weiß: „Routinetätigkeiten sind nicht gerade erkenntnisfördernd.“ Daher entwickelt Qiagen auch automatisierte Laborsysteme – von der Probenvorbereitung bis hin zur Diagnose. Techniken, die viel Mechanik-, Elektronik- und zunehmend Informatikexpertise verlangen.
Produkte von Qiagen sind in Laboren weit verbreitet.
Foto: QIAGEN
Das Labor ist in nachtblaues Licht getaucht, als der junge Gerichtsmediziner mit dem wirren Haarschopf zur Pipette greift und das Teströhrchen auffüllt. Gut schütteln und dann ab in den kleinen grauen Automaten. Kurz warten und schon erscheint die Gensequenz auf dem Bildschirm – fertig ist die DNA-Analyse. Der Forensiker aus der US-Fernsehserie CSI kann seinem Chef bestätigen, dass der genetische Fingerabdruck des Verdächtigen am Tatort gefunden wurde. Molekularbiologische Utopien amerikanischer TV-Produzenten oder ein wirklichkeitsgetreues Szenario?
Michael Collasius, Automationsvorstand bei Qiagen, schaut gerne genauer hin. Er freut sich jedes Mal, wenn das Logo mit den blauen Punkten oder der Qiagen-Schriftzug im Fernsehen auftauchen. „Mikroskope, Analysegeräte, das ist alles Originalausstattung dort. Neulich wurde eines unserer Instrumente für die Nukleinsäureaufreinigung gezeigt“, berichtet Collasius stolz. „Eine solch geheimnisvolle Atmosphäre gibt es bei uns in den Laboren nicht. Aber die Wissenschaftlichkeit der Untersuchungsmethodik kommt der Realität sehr nah.“ Er muss es wissen, denn der promovierte Biochemiker ist bei Qiagen zuständig für das Instrumentengeschäft. Neben Technologien zur Erschließung von Erbinformationen aus biologischen Proben entwickelt der Biotech-Konzern aus Hilden Testverfahren zur Analyse von DNA-Sequenzen sowie Diagnostika. Das reicht von Tests zum Nachweis von Vogel- und Schweinegrippe – „da gewinnen wir jeden Wettlauf“ – bis hin zur Aufdeckung von Verunreinigungen in Lebensmitteln.
Qiagen deckt mittlerweile zudem alle Anwendungsfälle bei der Instrumentenentwicklung in der Molekularbiologie ab. Dazu zählen große, integrierte Plattformen für den Hochdurchsatz – etwa in Screeninganwendungen – ebenso wie portable Geräte für die Vor-Ort-Testung. Mit Instrumenten hat Qiagen 2009 gut 14 % seiner Umsätze in Höhe von über 1 Mrd. $ erzielt, der Bereich ist dabei mit 37 % überdurchschnittlich stark gewachsen. Mehr noch: Jedes verkaufte Gerät sichert und stimuliert den Absatz passender Verbrauchsmaterialien, die natürlich auch von Qiagen kommen.
Ihre Kunden teilen die Hildener in vier Segmente ein: Da sind zum einen die beiden Bereiche Grundlagenforschung und pharmazeutische Industrie. Der dritte und zugleich wichtigste Bereich ist die humane Diagnostik. Viele Laborärzte verwenden Produkte von Qiagen. „Das vierte Segment nennen wir Applied Testing“, erklärt Collasius und meint damit ein sehr heterogenes Feld: Es reicht von der Lebensmitteldiagnostik über die Veterinärmedizin bis hin zur Forensik – inklusive Gerichtsmedizinern aus dem Fernsehen.
Collasius kennt die Branche schon lange. Er studierte Molekularbiologie in Bonn und Köln und promovierte dann am Max-Plack-Institut für Biochemie in Martinsried bei München. „Damals blieb man als Biologe entweder an der Universität, der Forschungseinrichtung, oder man wechselte zu einer der großen Chemiefirmen – Hoechst, Bayer, BASF“, erzählt er. In dieser Zeit traf Collasius auf die Firma Qiagen – ein damals junges, unbekanntes Unternehmen.
1984 wurde Qiagen gegründet, noch unter dem Namen Diagen, Institut für Molekularbiologische Diagnostik. „Das war damals visionär“, erzählt Collasius. Als er 1992 bei den Hildenern anfing, hatte Qiagen 50 Mitarbeiter. „Ich wurde von meinen Kollegen am Max-Planck-Institut belächelt“, erzählt Collasius und ergänzt prompt: „Heute lacht da keiner mehr.“
Kein Zweifel, Qiagen hat sich rasant zum Weltmarktführer für molekularbiologische Testtechnologien entwickelt. Angefangen hatte alles mit der Entwicklung neuer Methoden zur Aufreinigung von Nukleinsäuren als Träger von Erbinformationen. Um mit DNA, RNA und Proteinen arbeiten zu können, müssen diese erst einmal von anderen Zellbestandteilen abgetrennt und gereinigt werden. Dem Hildener Unternehmen gelang es, die nötigen Arbeiten zu standardisieren und später zu automatisieren. Jetzt dauern Tests nicht mehr tagelang, sondern nur noch wenige Stunden.
Überhaupt ist die Automation stereotyper Laborarbeit einer der Innovationstreiber bei Qiagen. „Routinetätigkeiten sind nicht gerade erkenntnisfördernd“, weiß der Biochemiker, der selbst lang genug im Labor gestanden hat. Wo sorgfältiges Pipettieren und Filtrieren viel Zeit in Anspruch nimmt, passieren Fehler. „Mit automatisierten Verfahren lassen sich Fehler verhindern – und nebenbei noch Zeit und Kosten sparen.“
Besonders Stolz sind die Hildener auf den Qiacube, ein Gerät zur vollautomatischen Probenaufbereitung von der Auflösung des Ausgangsmaterials bis hin zum Herausfiltern reinster Nukleinsäuren oder Proteine für die abschließende Analyse. Kann angeblich von jedem Anfänger bedient werden.
Deutschland stand als Absatzmarkt für Qiagen nie im Hauptfokus. Vielmehr orientierten sich die Hildener schon früh Richtung USA. Seit 1992 – und damit Jahre bevor das menschliche Genom entschlüsselt wurde und der Biochemiker Craig Venter mit seinen Sequenzierungsmaschinen für Schlagzeilen sorgte – hat das Unternehmen dort eine Niederlassung. „In den USA ist einfach die Dynamik in der Molekularbiologie eine ganz andere“, erklärt Collasius.
Heute richtet sich sein Blick auch auf die asiatischen Märkte. Collasius berichtet stolz vom Entwicklungszentrum in China. „Wir gehen da nicht hin, um billig zu produzieren, sondern um Techniken für die dortigen Bedürfnisse zu entwickeln.“
Dezentralität und Mobilität sind z. B. in China Trumpf. Das zeigt auch ein Testsystem zum Nachweis von humanen Papillomviren, den Erregern des Gebärmutterhalskrebses. „Wir haben ein kleines kompaktes Gerät entwickelt, das außerhalb der großen Zentren eingesetzt werden kann, um auch der ländlichen Bevölkerung mit dieser Funktion helfen zu können.“
Welche Instrumente Qiagen dem Weltmarkt zur Verfügung stellt, können Besucher in Hilden auf dem Weg vom Empfang zur Cafeteria begutachten. Und, wenn Collasius im Hause ist, zeigt er gern Qiacube, Qiasymphony und andere Highlights.
Hat hier ein Molekularbiologe sein Faible für die Mechanik entdeckt? Nein, wehrt Collasius ab – für die vielen Komponenten der Geräte benötige man eine besondere Expertise und die komme aus den verschiedenen Ingenieurdisziplinen. „Wir brauchen Mechanik, Elektronik, Optik, Bioinformatik und anderes mehr“, weiß Collasius. Im Bereich Instrumentenbau arbeiten zurzeit rund 200 Ingenieure beim Biotechriesen. Bei Bedarf wird das ein oder andere Unternehmen akquiriert. Erst kürzlich wurde der Optikspezialist ESE aus Stockach am Bodensee von Qiagen gekauft.
Stockach, eine weitere Arbeitsstation für den Reisenden Collasius, der seinen Schreibtisch mal in Hilden, mal in der Schweiz, mal in den USA oder Asien aufstellt.
Dem Standort Deutschland kann der Globetrotter aber auch viel Gutes abgewinnen. Restriktionen und Hemmschuhe sieht er hier nicht – im Gegenteil. Manche Dinge wie die CE-Richtlinien seien hier auf europäischem Parkett weit besser und eindeutiger gelöst als etwa in den USA. „Wir unterliegen hier der In-Vitro-Diagnostik-Richtlinie, die sehr effizient und schlank einen schnellen Zugang zum Markt erlaubt.“
Doch Wünsche an die Politik hat natürlich auch Collasius. „Deutschland sollte eine Kultur schaffen, die Unternehmensgründungen nachhaltig fördert und Menschen Mut macht, ihre Ideen wirtschaftlich umzusetzen.“
Für den Molekularbiologen mit Hang zu Ingenieurwissenschaften steht fest: „Hochschulabsolventen in Deutschland denken viel zu wenig quer.“ Dass man dafür auch manchmal belächelt wird, kennt Collasius aus seiner eigenen Historie. Er weiß aber auch, wie wichtig es ist, seinen Überzeugungen zu folgen. R. BÖNSCH/B. RECKTER
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