In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die Biotechnologie zu einem zentralen Motor medizinischer Innovation entwickelt. Im Norden Deutschlands hat sich ein starkes Innovationsnetzwerk herausgebildet, geprägt von intensiven Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft sowie wachsenden Investitionen in klinische Entwicklung, personalisierte Medizin und biotechnologische Fertigung.

Die wachsende Bedeutung der Biotechnologie in der Medizin

Mit der Etablierung rekombinant hergestellten Insulins vor über vier Jahrzehnten begann eine neue Ära in der Medizin. In der Folge entwickelte sich die Biotechnologie immer mehr zum zentralen Motor medizinischer Innovation. Methoden wie rekombinante Proteinfertigung, gentechnische Verfahren, Zell- und Gentherapien sowie biotechnologische Diagnostik haben traditionelle Therapien transformiert und ganz neue Behandlungs- und Präventionsmöglichkeiten geschaffen. Biotechnologie bildet die Grundlage für moderne Impfstoffe, personalisierte Therapien und wirksamere Arzneimittel für die Behandlung komplexer Krankheiten wie Krebs, Autoimmun- oder seltene Erkrankungen.

Motor regionaler Innovationskraft

Die Biotechnologie-Branche hat in den letzten Jahren ein starkes Wachstum erlebt, getragen von einer engen Verzahnung zwischen Forschungseinrichtungen, mittelständischen Unternehmen und internationalen Biotech-Firmen. Das Life Science Nord-Cluster trägt maßgeblich zur regionalen Stärkung des Sektors bei. Es erhöht Sichtbarkeit, Know-how-Transfer und Finanzierungsmöglichkeiten, besonders für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Gerade diese machen im Biotech-Sektor einen Großteil der Innovationskraft aus.

Entscheidend für einen erfolgreichen Transfer von neuen Erkenntnissen in die klinische Praxis und tragfähige Geschäftsmodelle sind Forschungseinrichtungen, an denen exzellente Wissenschaft entsteht und gefördert wird. Hochschulen in Hamburg, Kiel, Flensburg und Lübeck verfügen über führende Forschungsgruppen und spezialisierte Studiengänge, unter anderem in pharmazeutischer, pflanzlicher und mariner Biotechnologie (mehr zu den Bildungseinrichtungen im LSN-Clustergebiet). Auf diesem akademischen Nährboden entstehen durch enge Zusammenarbeit mit der forschenden Industrie Ausgründungen, Kooperationen und starke Synergien.

Ein besonders eindrucksvolles Beispiel für ein solches Innovationsökosystem ist das Deutsche Elektronen‑Synchrotron (DESY). Dort arbeiten verschiedene Forschungseinrichtungen – darunter das EMBL Hamburg – an der Strukturaufklärung von Biomolekülen und schaffen damit Grundlagen für neue biologische Therapieentwicklungen. Um das DESY in Hamburg-Bahrenfeld herum wächst die Science City Hamburg. Hier wachsen Schlüsselbereiche und -technologien immer enger zusammen und finden zunehmend den Weg in industrielle Anwendungen. Mit dem Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP in Hamburg verfügt die Region auch über herausragende Expertise bei der Überführung von Forschungsergebnissen in konkrete medizinische Behandlungen.

Ein solch dichtes Forschungsnetzwerk zieht auch Unternehmen in die Region – etwa das mittelständische Unternehmen Nordmark, das in Norddeutschland bereits viele Millionen in biotechnologische Produktion investiert hat. Andere Unternehmen sind hier seit Jahrzehnten verwurzelt: EUROIMMUN Medizinische Labordiagnostika AG etwa wurde 1987 in Lübeck gegründet und ist heute ein globaler Hersteller von medizinischer Labordiagnostik. Mit AstraZeneca ist zudem ein echtes Schwergewicht der globalen pharmazeutischen Industrie am Standort vertreten.

Von Diagnostik über Wirkstoffforschung und -entwicklung bis hin zu Therapien: Biotechnologie prägt heute die gesamte pharmazeutische Wertschöpfungskette. Vier dieser Bereiche stellen wir hier vor.

Biotech-Diagnostik erkennt Krankheiten früher

Fortschritte in der molekularen Analytik, Automatisierung und Datenintegration verändern derzeit grundlegend, wie Krankheiten erkannt, klassifiziert und therapeutisch begleitet werden. Im Fokus stehen hochautomatisierte Diagnostikplattformen, die Sensitivität, Geschwindigkeit und Workflow-Effizienz miteinander verbinden. Gleichzeitig gewinnen personalisierte Ansätze an Bedeutung, bei denen biomarker-basierte Tests eine präzisere Risikostratifizierung, frühere Krankheitsdetektion und gezieltere Therapieentscheidungen ermöglichen. Parallel steigen die regulatorischen Anforderungen, insbesondere durch die europäische IVD-Verordnung. Dadurch gewinnen standardisierte, validierte und skalierbare Systeme weiter an Relevanz.

Ein Unternehmen, das dieses wichtige Zukunftsfeld im Cluster maßgeblich repräsentiert, ist die Sysmex Europe SE. Das Unternehmen ist kürzlich mit ihrem EMEA-Hauptsitz gemeinsam mit den ebenfalls in Hamburg ansässigen Gesellschaften Sysmex Deutschland GmbH und Sysmex R&D Center Europe GmbH auf den FLOW Campus in Hamburg umgezogen. Ziel des Umzugs nach Hamburg war es, die Zusammenarbeit zwischen Vertrieb, Entwicklung und klinischen Partnern enger zu verzahnen. Durch die räumliche Bündelung der Organisationseinheiten sollen Marktanforderungen aus Deutschland und der gesamten EMEA-Region schneller in konkrete Produktentwicklungen übersetzt werden.

Das neue Sysmex Büro auf dem FLOW Campus soll ein Hub werden, an dem Ideen schneller entstehen, getestet und in marktfähige Diagnostiklösungen überführt werden können.

Stefanie Schaal, Vorstandsmitglied Sysmex Europe SE

Bluttests der Zukunft: präzise, automatisiert, patientenfreundlich

Ein Fokus der aktuellen Forschungsarbeit liegt auf der Weiterentwicklung der Blutkrebsdiagnostik. Ziel ist es, hämatologische Erkrankungen früher, präziser und stärker personalisiert zu erkennen. Parallel entstehen neue Immunoassay-Formate, die hohe Sensitivität mit einem schnellen, automatisierten Workflow verbinden. Auch die Alzheimer-Diagnostik wird erweitert: Immunchemische Bluttests auf Basis spezifischer Amyloid-Biomarker sollen pathologische Veränderungen frühzeitig sichtbar machen. Dr. Johannes Fredebohm, Executive Vice President, Bereichsleiter Forschung und Entwicklung Sysmex R&D Center Europe GmbH, betont: „Solche Ansätze zeigen, wie biotechnologische Innovationen helfen können, invasive Verfahren zu ersetzen und Diagnostik breiter, zugänglicher und patientenschonender zu gestalten.“

Zu den jüngsten technologischen Meilensteinen gehört das PA-100 AST System, entwickelt von der schwedischen Sysmex-Tochter Sysmex Astrego AB. Das System kombiniert Nanofluidik mit automatisierter Mikroskopie: Innerhalb von 30 bis 45 Minuten liefert es eine Diagnose auf Bakteriurie und erstellt gleichzeitig ein Antibiogramm. Die schnelle Resistenzbestimmung unterstützt eine gezielte Antibiotikatherapie bereits beim ersten Patientenkontakt und leistet damit einen Beitrag zur Bekämpfung antimikrobieller Resistenzen.

Dr. Jan Gundlach, Geschäftsführer Sysmex Deutschland GmbH, erwartet einen weiteren Schub in der molekularen und personalisierten Diagnostik. Er ist überzeugt: Methoden werden vielfältiger, schneller und kosteneffizienter, während gleichzeitig regulatorische Anforderungen zunehmen. „Entscheidend wird sein, Technologien flexibel anpassen zu können und standardisierte Workflows mit intelligenter Datenanalyse zu verbinden“, so Dr. Gundlach. Der Life-Science-Standort Hamburg biete dafür ideale Voraussetzungen.

Mit KI schneller zu neuen Wirkstoffen

Parallel zu einer immer früheren Erkennung von Krankheiten arbeiten Forscher mit Hochdruck an einer beschleunigten Entwicklung passender Wirkstoffe. Ein wichtiges Reservoir für solche neuen Wirkstoffe, die biotechnologisch nutzbar gemacht werden können, ist das Meer. Auch hier ist Norddeutschland durch seinen Zugang zu Nord- und Ostsee und mit seiner angestammten Spitzenforschung im Bereich der marinen Wissenschaften optimal aufgestellt. Im Projekt BlueHealthTech sind Mitglieder von LSN unter anderem daran beteiligt, neue Wirkstoffe aus marinen Organismen zu identifizieren und biotechnologisch in die Anwendung zu bringen.

Ein zentraler Trend in der Wirkstoffforschung ist die enge Verzahnung von Biotechnologie mit immer wirkmächtigeren digitalen Lösungen. Ein Unternehmen, das dieses Feld im Life Science Nord-Cluster maßgeblich prägt, ist Evotec. Mit integrierten Forschungsplattformen verbindet das Unternehmen OmicsTechnologien, automatisierte Prozesse und KI-gestützte Datenanalytik, um die Wirkstoffforschung systematisch zu beschleunigen.

Im Mittelpunkt stehen Plattformansätze, die moderne Omics‑Verfahren, automatisierte Screening‑Systeme und KI‑gestützte Analytik miteinander verknüpfen. Durch die Integration multimodaler Datensätze aus Genomik, Transkriptomik, Proteomik und funktionellen Assays lassen sich Krankheitsmechanismen differenzierter modellieren und biologische Targets robuster validieren. Solche integrierten Infrastrukturen reduzieren Brüche im Entwicklungsprozess und erhöhen die Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen. „Unsere modernen Omics‑Technologien, skalierbaren Datenplattformen und KI‑gestützten Analyseverfahren ermöglichen es uns, Krankheiten präziser zu verstehen und Wirkstoffe von Beginn an besser auf menschliche Relevanz auszurichten – ein entscheidender Hebel, um Entwicklungsrisiken zu reduzieren und klinische Programme zu beschleunigen“, erklärt Dr. Sarah Fakih, EVP Head of Global Communications & Investor Relations.

Früh zu vielversprechenden Kandidaten

Ein zentrales Werkzeug dabei ist die KI-gestützte Suche nach neuen Wirkstoffen: Machine-Learning-Verfahren durchmustern große molekulare Datenräume, verfeinern vielversprechende Wirkstoffkandidaten ganz gezielt und ermöglichen frühzeitige Vorhersagen zu pharmakokinetischen oder toxikologischen Eigenschaften. Ziel ist es, die klinische Relevanz von Wirkstoffkandidaten bereits in frühen Entwicklungsphasen besser einzuschätzen und die Übergangsrate in spätere Stadien zu verbessern.

Unsere Vision ist eine neue Ära der Bioproduktion, geprägt von Agilität, Skalierbarkeit und höchster Effizienz.

Dr. Sarah Fakih

Neben der Entdeckung neuer Wirkstoffe spielt die Plattformlogik auch in der Biologika‑Entwicklung eine zentrale Rolle. Standardisierte, modulare Systeme für Zelllinienentwicklung, Prozessoptimierung und skalierbare Produktion machen die Herstellung komplexer biologischer Therapeutika effizienter. Kontinuierliche Herstellungsverfahren und digitalisierte Prozesssteuerung tragen dazu bei, Qualität und Effizienz langfristig zu sichern.

Neben Evotec nutzen auch weitere Unternehmen im Cluster künstliche Intelligenz für die Erforschung neuer Wirkstoffe. CrystalsFirst zum Beispiel möchte die Entwicklung kleiner Wirkstoffmoleküle beschleunigen, indem es Hochdurchsatz‑Strukturbiologie mit KI‑gestütztem Design kombiniert. Diese Verbindung skalierbarer Laborinfrastruktur mit KI-basierten Analyse- und Design-Tools ermöglicht es, Liganden systematisch zu entdecken, zu validieren und zu optimieren – schneller und verlässlicher als bisher.

Digitale Membran-Chromatographie für Early Discovery

Die Beschleunigung von Early-Discovery-Prozessen für therapeutische Antikörper ist zu einem wichtigen Erfolgsfaktor in der modernen Biopharma-Forschung geworden. Fortschritte in Antikörperbibliotheken, Display-Technologien und automatisierten Screeningplattformen führen dazu, dass heute Tausende Kandidaten parallel identifiziert werden. Die Herausforderung: diese großen Molekülzahlen schnell zu charakterisieren, ihre Bindungseigenschaften zu bewerten und erste Aussagen zu Reinheit, Stabilität und Herstellbarkeit zu treffen. Klassische chromatographische Methoden sind hierfür zu langsam und materialintensiv.

Digitale Membranchromatographie (DMC) löst dieses Problem: Durch den Einsatz von Affinitätsmembranen anstelle klassischer Säulenmaterialien können chromatographische Analysen deutlich schneller durchgeführt werden. Die sehr kurzen Aufenthaltszeiten in Membranen ermöglichen hohe Durchflussraten und damit kurze Analysezeiten. Gleichzeitig erlaubt die digitale Steuerung chromatographischer Prozesse eine präzisere und reproduzierbare Analyse kleiner Probenvolumina. So können Antikörpervarianten bereits früh im Entwicklungsprozess hinsichtlich ihrer Bindung an Protein A, ihrer Ladungseigenschaften oder möglicher Varianten untersucht werden. Da die Elution der Antikörper nicht mehr klassisch über pH Shift erfolgt, sondern über elektrische Felder, werden die Antikörper geschont und können direkt in einen Zielpuffer eluiert werden.

Schnelle Identifikation vielversprechender Antikörper

Digitale Membranchromatographie kann somit zu einem Schlüsselwerkzeug in Antibody Discovery-Workflows werden: Sie ermöglicht eine schnelle Vorauswahl vielversprechender Kandidaten und unterstützt die Integration chromatographischer Analytik in automatisierte Screeningplattformen. Im Life Science Nord-Cluster ist vor allem die i3 Membrane GmbH hier Vorreiter. Sie führte den weltweit ersten DMC-Adsorber ein und setzt neue Maßstäbe in der biotechnologischen Aufreinigung. Der Standort Hamburg bietet hierfür geeignete Rahmenbedingungen: internationale Logistikanbindung über Hafen und Flughafen, moderne Industrie- und Laborflächen sowie eine leistungsfähige Infrastruktur für Entwicklung und Produktion.

Das regionale Life-Science-Cluster bot Zugang zu führenden Forschungspartnern, modernsten Technologien und qualifizierten Fachkräften, während die ausgeprägte industrielle Zusammenarbeit eine schnelle Skalierung, praxisnahe Weiterentwicklung und frühe Marktreife ermöglichte.

Kathrin Hahn, CMO & Team Lead Lab/Pharma, i3 Membrane GmbH

Die enge Verzahnung mit Forschungseinrichtungen wie der Universität Hamburg und dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf sowie die industrielle Vernetzung in der Metropolregion unterstützten die Weiterentwicklung der Technologie von der Konzeptphase bis zur Marktreife. Die Kombination aus wissenschaftlicher Kooperation und industrieller Umsetzungskapazität erleichterte die Skalierung und beschleunigte die internationale Positionierung des Produkts.

Fortschritte bei antikörperbasierten Krebstherapien

Die Entwicklung antikörperbasierter Krebstherapien zählt derzeit zu den dynamischsten Bereichen der Onkologie. Insbesondere Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (Antibody-Drug Conjugates, ADCs) und andere gekoppelte Formate, bei denen mittels moderner biotechnologischer Methoden Antikörper mit kleinen oder großen Molekülen kombiniert werden, ermöglichen eine gezielte Tumorbekämpfung bei verbesserter Verträglichkeit.

Ein Unternehmen, das dieses Feld im Cluster auf international führendem Niveau vertritt, ist die Indivumed GmbH. Das 2002 in Hamburg gegründete Unternehmen hat seine wissenschaftliche Basis in enger Kooperation mit Hamburger Kliniken, sowie weiteren führenden Krebskliniken in den USA, Asien und Europa. Ziel war von Beginn an die Entwicklung standardisierter Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Tumor- und Normalgewebeproben mit möglichst kurzer Ischämiezeit. Auf dieser Grundlage entstanden eine hochqualitative Biobank sowie umfassende Datenbank, die genomische, transkriptomische, miRNA-, proteomische und phosphoproteomische Daten mit detaillierten klinischen Informationen verknüpft.

„Durch die Integration dieser Multi-Omics-Daten, den Vergleich von Tumor- und Normalgewebe aus unserer Biobank sowie die Anreicherung relevanter klinischer Patientendaten identifizieren wir spezifische molekulare Veränderungen und neue therapeutische Targets, die allein genomisch nicht sichtbar wären“, erklärt Prof. Dr. Hartmut Juhl, Gründer und CEO, der Indivumed GmbH. „Diese multimodale Strategie eröffnet zahlreiche Target-Möglichkeiten und erhöht die Erfolgschancen pharmazeutischer Entwicklungen.“

Auf Basis dieser standardisiert erhobenen Multi-Omics-Daten verfolgt Indivumed einen integrierten Prozess zur Target-Identifikation und -Validierung. Mithilfe bioinformatischer und biomathematischer Analysen – einschließlich speziell angepasster KI-Tools – werden potenzielle therapeutische Angriffspunkte systematisch priorisiert. Die experimentelle Validierung erfolgt überwiegend in 3D-Tumormodellen und Organoiden – entwickelt aus dem eigens gesammelt und aufbereiteten Patientengewebe – die die biologische Realität eines Tumors deutlich besser abbilden als klassische 2D-Zelllinien und damit ein präziseres Bild für zum Beispiel Resistenzmechanismen für die Wirkstoffentwicklung schafft.

Damit steht Indivumed exemplarisch für einen biotechnologischen Ansatz im Cluster, bei dem hochwertige klinische Proben, umfassende molekulare Charakterisierung und datengetriebene Analyse eng miteinander verzahnt sind, um die Präzision und Erfolgswahrscheinlichkeit neuer onkologischer Therapien zu erhöhen.

Für das Wachstum von Indivumed bot der Standort Hamburg ideale Voraussetzungen mit seiner hohen Dichte leistungsfähiger Kliniken, kurzen Wegen zwischen Forschung, Klinik und Politik sowie der internationalen Sichtbarkeit durch Einrichtungen wie das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Das regionale Kliniknetz ermöglichte es, die Biobank auf weitere Tumorentitäten auszudehnen und darüber hinaus internationale Partnerschaften aufzubauen.

“Kurze Wege in die Politik, eine starke Unterstützung, beispielsweise durch städtische Förderungen bei der Gründung, und eine hervorragende Infrastruktur mit hoher Lebensqualität, die es leicht macht, neue Mitarbeiter zu gewinnen, machen Hamburg nicht nur national, sondern auch international zu einem attraktiven Standort für Unternehmen im Bereich Life Sciences.”

Prof. Dr. Hartmut Juhl

Innovationspark Altona: Start-up-Schmiede im Norden

Das vielfältige Biotech-Ökosystem des Life Science Nord-Clusters lebt von seiner Innovationskraft. Damit diese Dynamik erhalten bleibt, braucht es stetig frische Impulse – allen voran von ambitionierten Start-ups. Doch wo finden junge Innovator:innen die optimalen Bedingungen, um ihre Visionen in marktreife Lösungen zu verwandeln?

Der Innovationspark Altona bietet hierfür einen perfekten Ausgangspunkt. Er ist das Herzstück eines lebendigen Innovationsökosystems, das die unmittelbare Nähe zu führenden Forschungsinstitutionen wie dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY), dem European XFEL, der Universität Hamburg und dem Fraunhofer-Institut nutzt. So verknüpft der Innovationspark Wissenschaft, Technologie und Unternehmertum nahtlos und schafft ein Umfeld, in dem Innovationen und marktfähige Produkte entstehen können. Schon heute stehen dort moderne Büro- und Laborflächen wie der tecHHub Hamburg bereit, um jungen Teams Raum und Infrastruktur für Entwicklung, Vernetzung und Wachstum zu bieten. Diese Kombination aus exzellenter Forschungsanbindung, Zugang zu hochspezialisierter Infrastruktur und gezielter Förderung junger Unternehmen macht den Innovationspark zu einem erstklassigen Ort für Deep-Tech- und wissenschaftsbasierte Start-ups, die hier ihre Ideen zur Marktreife bringen und nachhaltig skalieren können.

Insgesamt zeigt sich: Die Biotechnologie hat sich im Norden zu einem breit aufgestellten Innovationsfeld entlang der gesamten pharmazeutischen Wertschöpfungskette entwickelt. Getragen wird diese Dynamik durch die enge Vernetzung von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Infrastrukturpartnern im Life Science Nord-Cluster. Auch künftig wird LSN den Standort konsequent weiterentwickeln und stärken – mit dem Ziel, ihn als einen führenden europäischen Biotech-Hotspot nachhaltig zu etablieren.

Text: Martin Reich, Uta Mommert

Beitragsbild: © Indivumed