Biotechnologische Innovationen

Die Biotechnologie, die biologische Prozesse und Substanzen für industrielle Anwendungszwecke nutzbar zu machen sucht, ist eine stark wachsende Branche in Deutschland. Im Jahr 2023 setzte der Wirtschaftszweig hierzulande rund 12,57 Mrd. Euro um, was fast einer Versechsfachung gegenüber 2013 entspricht; die Anzahl der Beschäftigten wuchs im gleichen Zeitraum von knapp 10.000 auf über 47.000 [1][2] (Datengrafik). Medizinische Anwendungen, der Schwerpunkt der deutschen Biotech-Industrie, haben im Zuge der Covid-19-Pandemie einen starken Aufschwung erlebt. Die Grenze zwischen der medizinischen Biotech- und der Pharma-Industrie ist zunehmend schwer zu ziehen, da der Anteil der Biotechnologie am weltweiten Pharmaumsatz signifikant zugenommen hat [3]. Der Anteil von Biopharmazeutika am deutschen Pharmamarkt beläuft sich mittlerweile auf über ein Drittel (2023: 19,2 Mrd. Euro von 55,7 Mrd. Euro) [4].

Darüber hinaus sind verschiedene andere biotechnologische Verfahren in der Entwicklung, die Hoffnungen auf maßgeschneiderte Therapien für viele bislang unbehandelbare Krankheiten wecken. Sie bringen aber auch neue Herausforderungen, etwa bei Regulierung und Finanzierung, mit sich bringen. mRNA-Plattformen bieten die Möglichkeit, flexibel und schnell personalisierte Impfstoffe und Therapieverfahren zu entwickeln. mRNA-Impfstoffe wurden erstmals gegen Covid-19 zugelassen und gelten inzwischen als wichtige Plattformtechnologie für eine zukünftige Pandemievorsorge. Darüber hinaus sind mRNA-basierte Therapien für viele weitere Krankheiten, insbesondere Krebs, in der Entwicklung [5]. Im Bereich der gen- und zellbasierten Therapien kommen neue Techniken der Genomeditierung zum Einsatz, die an den genetischen Ursachen von Krankheiten ansetzen und so die Behandlung bisher unheilbarer seltener Erkrankungen ermöglichen [6]. Aufgrund der hohen Entwicklungskosten und der einmaligen Anwendung liegen die Preise für Gentherapeutika allerdings teilweise im Millionenbereich, was bei zunehmender Verfügbarkeit zu einer Kostenexplosion im Gesundheitswesen führen könnte [7][8]. Auch in der Diagnostik gewinnen molekularbiologische Verfahren, z.B. in Lab-on-a-Chip-Ansätzen, zunehmend an Bedeutung und tragen zu einer weiteren Automatisierung der Labore bei.

Künstliche Intelligenz (KI) spielt bei der Analyse biologischer Daten und damit bei der Entwicklung neuer Biopharmazeutika und Diagnostika eine immer wichtigere Rolle und dürfte für die Wettbewerbsfähigkeit des Pharma- und Biotech-Standorts Deutschland von großer Bedeutung werden [9][10]. Ein wichtiger Trend in diesem Zusammenhang ist die Weiterentwicklung der Präzisionsmedizin durch KI-gestützte Multi-Omics-Analysen. Von der Integration genomischer, proteomischer und anderer molekularer Daten zu multidimensionalen Datensätzen erhofft man sich neue Einblicke in komplexe Krankheitsprozesse und Hinweise auf mögliche individualisierte Therapieansätze [11]. Dabei stellen der Bias in Datensätzen und die mangelnde Transparenz von Algorithmen eine ethische Herausforderung dar.

Festzustellen ist eine zunehmende Internationalisierung der Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, die verstärkt in kooperativen Forschungsnetzwerken stattfinden. So wurden 2019 knapp 22 % der Forschungsausgaben am Pharmastandort Deutschland aus dem Ausland finanziert [12], was deutlich über dem Wert anderer Branchen liegt. Allerdings ist zu beobachten, dass insbesondere die biotechnologische Forschung zunehmend in den USA und Asien stattfindet. Das zeigt sich u.a. bei den Patententwicklungen. Von 2010 bis 2019 hat sich die Anzahl der biotechnologischen Patentanmeldungen aus China mehr als versiebenfacht, während die Anmeldungen aus Deutschland um 16 % zurückgingen [13]. Bei Gen-, Zell- und Gewebetherapeutika liegt Deutschland, gemessen an der Zahl der geplanten und laufenden klinischen Arzneimittelstudien, mit 78 Studien hinter den USA (555 Studien), China (551) sowie Großbritannien (84) auf Platz 4 [6]. Insgesamt hat der Standort Deutschland bei der klinischen Forschung international an Gewicht verloren: 2016 noch auf Platz 2 hinter den USA mit 641 Arzneimittelstudien, lag er 2022 mit 524 Studien nur noch auf Platz 4 hinter den USA, China und Spanien [14].