Das Wiener Unternehmen NovoArc hat eine Technologie entwickelt, die den Transport und die Lagerung von Medikamenten, aber vor allem deren Bioverfügbarkeit im Körper enorm verbessert – und wurde dafür mit dem Phönix-Preis ausgezeichnet. Das nächste Ziel ist Entwicklung einer mRNA-Impfung in Tablettenform, die die Spritze ersetzt.

Jährlich vergibt das Austria Wirtschaftsservice den renommierten österreichischen Gründungspreis Phönix an Unternehmen, die aus Forschungsergebnissen erfolgreich Innovationen wirtschaftlich umsetzten. In der Kategorie Start-up wurde Anfang 2025 das Biotechnologie-Unternehmen NovoArc ausgezeichnet. „Dieser Preis hat unserer Arbeit große mediale Aufmerksamkeit verschafft“, freut sich Oliver Spadiut. Der Bioverfahrenstechniker gründete 2021 gemeinsam mit seinen Kollegen David Wurm und Julian Quehenberger das Unternehmen als Spin-off der Technischen Universität Wien. NovoArc produziert und vertreibt einzigartige, stabilisierende Lipidhüllen, in denen pharmazeutische Wirkstoffe den Magen unbeschädigt passieren und dadurch besser vom Körper aufgenommen werden können.

Bessere Aufnahme von Medikamenten

Viele pharmazeutische Wirkstoffe werden nur schlecht oder gar nicht im Körper aufgenommen, weshalb sie injiziert werden müssen – zum Leid von Patient:innen mit Angst vor Spritzen. Außerdem benötigen Impfstoffe teure Kühlketten, was die medizinische Versorgung von Menschen in abgelegenen Gegenden erschwert. In jahrelanger Forschung gelang es den Wissenschaftler:innen, das Problem der Aufnahme und Verabreichung zu lösen. Sie entdeckten besonders stabile Lipide in Mikroorganismen und haben die Technologie so weiterentwickelt, dass diese Lipide die Medizin im Magen 10- bis 15-mal besser schützen als konventionelle Lipide.

Stoff eines Überlebenskünstlers …

Diese Lipide stammen von einem speziellen Mikroorganismus, der sich unter extremen Bedingungen besonders wohlfühlt. Die Rede ist von Sulfolobus acidocaldarius, einer Archaeen-Art, die in der Umgebung von Vulkanen lebt, in schwefelreichen Quellen bei Temperaturen bis zu 90 Grad Celsius und einem pH-Wert von 1 bis 5. In jahrelanger Arbeit konnten die Forschenden an der TU Wien herausfinden, was diesen Mikroorganismus zu einem Überlebenskünstler unter solch unwirtlichen Bedingungen macht: spezielle Lipide, die die Zellmembran stabilisieren.

… schützt Wirkstoffe …

Diese eignen sich hervorragend, um Wirkstoffe vor ungewolltem Abbau zu schützen. Denn viele Substanzen werden bei oraler Einnahme durch Säure und Enzyme im Magen zersetzt und wandern durch den Darm, ohne effizient aufgenommen zu werden. In der von NovoArc entwickelten Lipidhülle können die Wirkstoffe sicher den Magen passieren und im Darm aufgenommen werden.

… und vereinfacht Lagerung und Transport von Medizin

Ein weiterer Vorteil: Durch die hohe Stabilität wird auch die Lagerung der Wirkstoffe einfacher. Manche Medikamente und Impfstoffe müssen bei einer Temperatur von bis zu minus 70 Grad Celsius gelagert werden. „Unsere Technologie macht möglich, Pharmazeutika – auch mRNA-Impfstoffe – bei Raumtemperatur zu lagern, was teure Kühlketten erspart und es somit ermöglicht, auch Patient:innen in abgelegenen Gebieten medizinisch zu versorgen“, so Spadiut.

In aller Kürze

Viele pharmazeutische Wirkstoffe werden nur schlecht oder gar nicht im Körper aufgenommen, weshalb sie injiziert werden müssen – zum Leid von Patient:innen mit Angst vor Spritzen. In jahrelanger Forschung gelang es Wissenschaftler:innen der TU Wien, das Problem der Aufnahme und Verabreichung zu lösen. Sie entdeckten besonders stabile Lipide in Mikroorganismen und haben die Technologie so weiterentwickelt, dass diese Lipide die Medizin im Magen 10- bis 15-mal besser schützen als konventionelle Lipide. 2021 gründete der Bioverfahrenstechniker Oliver Spadiut gemeinsam mit seinen Kollegen David Wurm und Julian Quehenberger das Biotechnologieunternehmen NovoArc als Spin-off der TU Wien. NovoArc produziert und vertreibt stabilisierende Lipidhüllen, in denen pharmazeutische Wirkstoffe den Magen unbeschädigt passieren können. Die Technologie macht außerdem möglich, Pharmazeutika – auch mRNA-Impfstoffe – bei Raumtemperatur zu lagern, was teure Kühlketten erspart und es somit ermöglicht, auch Patient:innen in abgelegenen Gebieten medizinisch zu versorgen. Das nächste Ziel, an dem NovoArc arbeitet, ist die Entwicklung einer mRNA-Impfung in Tablettenform, die die Spritze ersetzt.

Oliver Spadiut mit weißem Mantel im Labor
NovoArc-Mitgründer Oliver Spadiut wird von dem Ziel angetrieben, durch Nachhaltigkeit und Prozessintensivierung auch in Zeiten multipler Krisen Medikamente schnell auf den Markt bringen zu können. © NovoArc GmbH
Mikroorganismus Sulfolobus acidocaldarius unter dem Mikroskop
Den Stoff für die neuen Technologien liefert ein winziger Überlebenskünstler: der Sulfolobus acidocaldarius. Hier sieht man Zellen dieses Mikroorganismus unter dem Mikroskop. © NovoArc GmbH

Tablette statt Spritze

Darüber hinaus erhöhen diese Lipide generell die Bioverfügbarkeit im Körper um das Fünf- bis Zehnfache – sowohl bei Tabletten als auch Injektionen. Mischt man einem mRNA-Impfstoff diese Lipide bei, hat man eine etwa vierfach höhere Bioverfügbarkeit, das heißt, man kann mit der gleichen Dosis vier Patient:innen impfen. „Wir arbeiten an der Entwicklung einer mRNA-Impfung in Tablettenform, die die Spritze ersetzt“, nennt Spadiut das nächste Ziel, das NovoArc anpeilt.

Vom Holz zur Medikamentenschutzhülle

Die Arbeit mit dieser Archaeen-Art begann für Spadiut eigentlich im Rahmen eines EU-Projekts zum Upcycling von aufgeschlossenem Holz. Dabei ging es darum, einen Organismus zu finden, der den Zucker aus Lignocellulose – dem Strukturmaterial in der Zellwand aller holzigen Pflanzen – in ein höherwertiges Produkt umwandelt. „Wir haben in der Literatur zu suchen begonnen, welcher Organismus das tun könnte, und sind dabei auf Sulfolobus acidocaldarius gestoßen. Wir haben uns gefragt, wie dieser Organismus unter solchen extremen Bedingungen überhaupt leben kann. Auf diesem Weg sind wir auf diese stabilen Lipide gestoßen“, skizziert Spadiut die Entdeckungsreise vom Holz zur Medikamentenschutzhülle. In Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen in Deutschland gelang dem Bioverfahrenstechniker schließlich die Umwandlung von Xylose (Holzzucker) in Xylitol (Birkenzucker, Ersatz für normalen weißen Zucker).

Medikamente in einer vermehrt personalisierten Medizin gezielt einsetzen zu können – dieses Ziel bildet die Klammer über alle vier von Oliver Spadiut geleiteten und vom FWF geförderten Grundlagenforschungsprojekte.

Meerrettich-Enzym zur Krebstherapie

In seinen ersten beiden Projekten ging es um ein Enzym, das besonders wichtig in der Diagnostik und der gezielten Therapie von Krebserkrankungen ist. Chemo- und Strahlentherapie haben starke Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Deshalb forscht man an der Entwicklung schonenderer und gezielter Methoden, um Krebszellen zu bekämpfen. Eine Enzymtherapie würde gesundes Gewebe bedeutend weniger schädigen und das Leben von Krebspatient:innen erträglicher machen. Das Pflanzenenzym Horseradish Peroxidase (HRP, deutsch: Meerrettichperoxidase), das aus Meerrettich gewonnen wird, ist ein nützliches Mittel zur gezielten Krebstherapie. „Das Enzym aus Meerrettich zu isolieren, war bisher sehr umständlich und nicht nachhaltig“, erläutert Spadiut. Den Wissenschaftler:innen gelang die Entwicklung einer Methode, dieses Enzym biotechnologisch skalierbar und definiert herzustellen. Diese Entwicklung mündete an der TU Wien in zwei Patenten, die bereits auslizenziert werden.

Zur Person

Oliver Spadiut ist Professor am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien. Der 45-Jährige studierte Biotechnologie an der BOKU Wien, war Visiting Scientist an der University of British Columbia (UBC) in Kanada und als Postdoc zwei Jahre an der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm. 2015 habilitierte sich Spadiut an der TU Wien in Biotechnologie und initiierte seine eigene Forschungsgruppe „Integrierte Bioprozessentwicklung“.Im Jahr 2022 wurde er Leiter des Forschungsbereichs Bioverfahrenstechnik an der TU Wien. Seine Forschung befasst sich mit der Entwicklung von biotechnologischen Produktionsprozessen vor allem für Biopharmazeutika. Der TU-Professor ist zudem Key Researcher im FWF Cluster of Excellence „Zirkuläre Bioprozesse“.

Natürliche Killerzellen

Aktuell erforscht Spadiut an der TU Wien in einem vom FWF geförderten Projekt sogenannte natürliche Killerzellen (NK). Sie sind wichtige Bestandteile des menschlichen Immunsystems. „Jedes zehnte unserer weißen Blutkörperchen ist eine natürliche Killerzelle. Im Vergleich zu anderen Zelltypen unseres Immunsystems sind sie besonders interessant, weil sie bösartige Zellen sehr gezielt töten können“, unterstreicht Spadiut den Impact dieser Forschung.

„Natürliche Killerzellen sind besonders interessant, weil sie sehr gezielt bösartige Zellen töten können.“

Bioreaktoren in einem Labor
Tablette statt Spritze. Das ist das nächste Ziel, an dem die Wissenschaftler:innen arbeiten. In den Bioreaktoren an der TU Wien werden die Mikroorganismen kultiviert, um die benötigten Lipide zu produzieren. © NovoArc GmbH

Besser und schneller Killerzellen produzieren

Bisher ist die Produktion dieser Zellen jedoch ein umständlicher Prozess: Um NK-Zellen als Therapie einsetzen zu können, werden sie zuerst aus dem Blut der Patient:innen extrahiert. Dann werden sie außerhalb des Körpers kultiviert und vermehrt. Schließlich werden sie dem Patienten oder der Patientin wieder injiziert, um so die Krankheit zu bekämpfen. Um diese Zellen zu kultivieren und ihre therapeutische Sicherheit und Wirksamkeit gewährleisten zu können, muss die natürliche Umgebung – der menschliche Körper – nachgeahmt werden. Die zellulären Eigenschaften variieren jedoch von Patient:in zu Patient:in. Daher müssen die Parameter des Kultivierungsprozesses an das Optimum der NK-Zellen der Spenderin bzw. des Spenders angepasst werden. Ziel ist es, diese Parameter zu finden und zu verstehen, wie NK-Zellen kultiviert werden müssen, um schnell zu einer therapeutisch relevanten Dosis zu gelangen und dabei die Toxizität der Zellen hoch zu halten. Das Ergebnis des vom FWF geförderten Projekts sind mehrere Publikationen und zwei Patentschriften.

Wirtschaftswachstum und Ressourcenverbrauch entkoppeln

Oliver Spadiut ist außerdem Key Researcher im FWF Cluster of Excellence „Zirkuläre Bioprozesse“, der Ende 2024 gestartet ist. Dabei erforscht ein interdisziplinäres Team an fünf unterschiedlichen Forschungsstandorten in Österreich, wie wirtschaftliches Wachstum und Ressourcenverbrauch entkoppelt werden können. Die Ausbeutung begrenzter Ressourcen zur Produktion von Konsumgütern schafft kurzfristig Wohlstand, bedroht aber langfristig die Existenzgrundlage vieler Lebewesen. Materialien aus erneuerbaren Rohstoffen sowie deren effiziente und vor allem zirkuläre Verwendung sollen die Umstellung von erdölbasierten auf biobasierte Materialien ermöglichen.

Julian Quehenberger (CTO), David Wurm (CEO) und Oliver Spadiut (Scientific Advisor) nebeneinander im Porträt
Etwas wirklich Neues entwickeln, genau rechnen und prüfen, ob es einen globalen Markt für das Produkt gibt – diese Erfolgsfaktoren haben die NovoArc-Gründer von Anfang an berücksichtigt. Im Bild von links: Julian Quehenberger (CTO), David Wurm (CEO) und Oliver Spadiut (Scientific Advisor). © NovoArc GmbH

Immer mit Blick auf die Anwendung

Selbst in seiner Grundlagenforschung richtet Spadiut den Blick immer auf die Anwendung. In seiner Arbeit gehe es zwar darum, Prozesse zu verstehen – aber stets mit dem Ziel, diese skalierbar, reproduzierbar und kontrollierbar zu machen, um unterschiedliche Produkte schnell und sicher auf den Markt zu bringen. „Nachhaltigkeit und Prozessintensivierung in Zeiten von Pandemien und immer mehr Kriegsschauplätzen, das ist es, was mich antreibt“, sagt er. Dass für die Prozessanalyse die Digitalisierung eine zunehmend wichtigere Rolle einnimmt, sieht er an seinen Studierenden. „Ein Viertel meiner PhD-Studierenden sind mittlerweile Data-Scientists – um Prozesse zu digitalisieren und Fail-Batches zu vermeiden.“

„Nachhaltigkeit und Prozessintensivierung in Zeiten von Pandemien und immer mehr Kriegsschauplätzen – das ist es, was mich antreibt.“

Neues entwickeln und genau rechnen

Jungen Kolleg:innen im Start-up-Bereich empfiehlt er, etwas wirklich Neues zu entwickeln und genau zu rechnen. „Was ist State of the Art? Was bringe ich Neues und ist das patentierbar? Gibt es einen Bedarf, einen Markt? Ich muss global schauen, wie viel Konkurrenz es gibt.“ Gründer:innen empfiehlt er, relativ schnell die Produktionskosten für das Produkt zu errechnen und zu überlegen, ob es einen Markt dafür gibt. „Wenn ich sehe, es gibt schon hundert Firmen, bin ich nicht die oder der Hunderterste. Dann mache ich es lieber nicht, bevor ich nach zwei, spätestens drei Jahren die Firma wieder zusperren muss“, bringt er es auf den Punkt. Gerade sein Bereich ist durch teure Geräte wie etwa Bioreaktoren besonders kostenintensiv.

„Man muss etwas wirklich Neues entwickeln und genau rechnen.“

Beratungsangebote nutzen

Aus diesem Grund empfiehlt er jungen Kolleg:innen, Schulungen zu Kostenkalkulationen zu machen. Es gebe hier viele Angebote, wo man sich Input holen könne. Als Beispiele nennt er das i2c Innovation Incubation Center der TU Wien, den INiTS (Vienna’s High-Tech Incubator) oder die FFG. „Am Anfang ist man immer begeistert und voll der Gründerhormone, aber wir haben relativ schnell durchgerechnet, wo müssen wir hin, dass das verkaufbar wird“, erzählt er von seinen Anfängen. Heute ist NovoArc ein erfolgreiches Unternehmen mit 17 Mitarbeiter:innen.

(Video-Credit: NovoArc GmbH, FFG)

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