Das Schweizer Biotechnologieunternehmen CellX Biosolutions entwickelt mikrofluidische Geräte, um Produkte für den biologischen Abbau chemischer Schadstoffe zu erfassen und zu entwickeln | Top 100 Innovationsunternehmen der Schweiz

Bildquelle: CellX Biosolutions

Das Schweizer Biotechnologieunternehmen CellX Biosolutions (im Folgenden CellX) wurde 2024 gegründet und widmet sich der Entwicklung von Mikrofluidikgeräten. Diese Geräte können aus verschiedenen Wasserumgebungen natürliche Bakterien filtern und isolieren, die Fähigkeit zum Abbau chemischer Schadstoffe besitzen. Anschließend werden die Bakterienstämme entsprechend den Eigenschaften verschiedener Schadstoffe kombiniert und in großem Maßstab kultiviert, um biologisch abbaubare Produkte für die Behandlung persistenter chemischer Schadstoffe wie per- und polyfluorierter Alkylsubstanzen (PFAS), Pestizidrückstände und Arzneimittelrückstände herzustellen.

CellX ist ein Spin-off der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) und wurde gemeinsam von Estelle Clerc, Fabienne Kurt und Geoffrey Besnier gegründet. Estelle Clerc ist Geschäftsführerin des Unternehmens, besitzt einen Doktortitel in Meeresmikrobiologie der ETH Zürich, ihre Forschung konzentriert sich darauf, wie Meeresbakterien komplexe organische Stoffe wahrnehmen und abbauen sowie die Rolle von Mikroorganismen im Kohlenstoffkreislauf der Ozeane. Sie war zuvor Postdoktorandin und leitende Wissenschaftlerin im Stocker Lab der ETH Zürich. Fabienne Kurt ist wissenschaftliche Leiterin des Unternehmens, besitzt einen Doktortitel in Biotechnologie der ETH Zürich, war Mitbegründerin des Mikrobiotechnologieunternehmens PharmaBiome und arbeitet hauptsächlich an der Gestaltung synthetischer Darmmikrobiota. Geoffrey Besnier ist Betriebsleiter des Unternehmens und besitzt einen Master-Abschluss in europäischen öffentlichen Angelegenheiten der Sciences Po Paris.

Bildquelle: CellX Biosolutions

Persistente chemische Schadstoffe wie PFAS stammen weitgehend aus der chemischen Industrie, Pharmaindustrie, Feuerlöschschäumen und anderen industriellen Aktivitäten. Ihre chemische Struktur ist hochgradig stabil, nachdem sie in industrielles Abwasser, Böden und Grundwasser gelangt sind, sind sie schwer auf natürliche Weise abbaubar. Herkömmliche Abwasserbehandlungssysteme, die hauptsächlich auf die Behandlung leicht abbaubarer organischer Stoffe ausgelegt sind, können ihre Molekülstruktur kaum wirksam zerstören. Der Markt für die entsprechende Schadstoffbeseitigung hat ein Volumen von 30 Milliarden US-Dollar. Die derzeit gängigen Methoden wie Filtration, Aktivkohleadsorption und Ionenaustausch trennen die Schadstoffe hauptsächlich aus dem Wasser und reichern sie in Adsorptionsmaterialien, Harzen oder Schlämmen an, anstatt die Schadstoffe wirklich zu beseitigen. Anschließend sind Transport, Verbrennung oder zentrale Entsorgung für die Endbehandlung erforderlich, was zu komplexen Abläufen, hohen Kosten und hohem Energieverbrauch führt und gleichzeitig den Druck auf Lagerung, Transport und sekundäre Entsorgung der Schadstoffe erhöht. Andererseits hat die langfristige Emission dazu geführt, dass sich PFAS in einigen Industriestandorten, Böden und Grundwässern kontinuierlich ansammelt und sich durch die Wanderung des Grundwassers weiter ausbreiten kann, wodurch die Schadstoffbeseitigung allmählich von der Endbehandlung von Abwasser zu einem langfristigen, komplexen Umweltsanierungsproblem wird.

Bildquelle: startupticker

CellX hat ein Mikrofluidikgerät entwickelt, das aus verschiedenen Wasserumgebungen wie Meeren, Flüssen, Seen und Wasserwerken gezielt natürliche Stämme einfangen und isolieren kann, die persistente chemische Schadstoffe wie PFAS, Pestizidrückstände und Arzneimittelrückstände abbauen können. Anschließend können verschiedene Stämme nach Bedarf kombiniert und vergrößert kultiviert werden, um kommerzielle abbauende Bakterienprodukte für die gezielte Behandlung chemischer Abfälle herzustellen.

Die Forschung des Gründerteams von CellX hat ergeben, dass natürliche Meeresmikroorganismen eine deutliche Chemotaxis-Reaktion auf bestimmte Polysaccharide zeigen. Unter diesen sind makromolekulare Polysaccharide wie Laminarin sogar stärker anziehend für Bakterien als deren Oligosaccharid- und Monosaccharidbestandteile. Auf dieser Grundlage hat CellX ein patentiertes Mikrofluidikgerät entwickelt, das aus 25 Mikroporen besteht, die in einem 5×5-Array angeordnet sind. Jede hat ein Fassungsvermögen von 110 µL und ist mit verschiedenen chemischen Stoffen beladen. Jede Mikropore ist mit einem Anschluss von etwa 800 µm Durchmesser ausgestattet, der die Substanz in der Pore mit dem umgebenden Meerwasser verbindet. Nachdem das Mikrofluidikgerät in das Wasser eingebracht wurde, diffundieren die chemischen Stoffe in der Pore durch den Anschluss nach außen und bilden einen Konzentrationsgradienten, der die chemische Umgebung um Meerespartikel und Phytoplanktonzellen simuliert, wodurch chemotaktische Mikroorganismen angezogen werden, aktiv in die Mikroporen einzudringen. Nach der Rückgewinnung des Geräts zählt das Team die Anzahl der Mikroorganismen durch Durchflusszytometrie, um die Anziehungsstärke der Chemotaxis verschiedener Verbindungen zu quantifizieren, analysiert die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft durch Gen-Amplikon-Sequenzierung und isoliert die Stämme weiter in selektiven Medien, die reich an den entsprechenden Testverbindungen sind. Die entsprechenden Stämme werden weiter kultiviert und vergrößert, und ihre Abbauleistung wird getestet, wodurch das gezielte Einfangen, Identifizieren und Isolieren natürlicher Bakterien mit der Fähigkeit zum Metabolisieren spezifischer chemischer Schadstoffe realisiert wird.

Nachdem leistungsstarke Stämme erhalten wurden, führt CellX eine kombinierte Optimierung entsprechend den Stoffwechselfähigkeiten und synergistischen Beziehungen verschiedener Stämme durch, um eine Mikrobiota zu bilden, die komplexe Schadstoffe dauerhaft und synergistisch abbauen kann, und verbessert weiter ihre Stabilität, Abbaueffizienz sowie die Anpassungsfähigkeit an Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt und komplexe chemische Bestandteile im tatsächlichen industriellen Abwasser. Anschließend kultiviert das Unternehmen die Stämme oder Mikrobiota in großem Maßstab und formuliert sie durch eigene biotechnologische Verfahren, sodass sie schließlich zu kommerziellen Mikroorganismenprodukten für die industrielle Abwasserbehandlung, kommunale Abwasserbehandlung und Umweltsanierung werden.

Derzeit hat das Unternehmen eine Stammsammlung mit mehr als 50 nachweislich PFAS-abbauenden Stämmen und eine Ressourcensammlung mit mehr als 30 isolierten Stämmen aufgebaut und hat seit 2025 mit industriellen Partnern die Durchführung von Pilotprojekten vorangetrieben. Bis Juni 2026 hat CellX 8 industrielle Pilotprojekte erhalten.

Im Februar 2025 schloss CellX eine Vor-Samen-Finanzierung in Höhe von 1,7 Millionen Schweizer Franken ab, die von Positron Ventures angeführt wurde, gefolgt von Kickfund, Venture Kick und anderen. Die Mittel werden hauptsächlich dazu verwendet, die kommerzielle Entwicklung von PFAS-abbauenden Mikrobiota voranzutreiben, gemeinsame Validierungen mit industriellen Partnern durchzuführen und die Labortechnik weiter auf tatsächliche Anwendungszenarien zu übertragen.

CellX Biosolutions ist ein auf der Liste „TOP100 Swiss Startups“ 2025 aufgeführtes Unternehmen. Die Liste „TOP100 Swiss Startups“ bringt die besten technologieorientierten Startups und Wachstumsunternehmen „Made in Switzerland“ zusammen und ist das einflussreichste Benchmark-Ranking im Bereich der Schweizer Technologieinnovation weltweit. Seit 2011 wählt diese Liste jedes Jahr landesweit 100 der bahnbrechendsten und marktfähigsten Schweizer Innovationsunternehmen sowie 25 Schweizer Wachstumsunternehmen mit dem größten Einhorn-Potenzial aus, die Bereiche wie Biowissenschaften, Maschinenbau, Robotik, Informations- und Kommunikationstechnik, Niedrigkohlenstoff-Technologie und Lebensmitteltechnologie abdecken. Die Liste „TOP100 Swiss Startups“ und ihre zugehörigen Markenveranstaltungen sind die ikonischen Aktivitäten im Schweizer Innovationsökosystem und repräsentieren den höchsten Stand der Schweizer Innovation und die Spitze des internationalen Investitions- und Finanzwesens. Die chinesische Version der Liste „TOP100 Swiss Startups“ 2025 wurde von Insight Tech mit Ehre veröffentlicht. Insight Tech ist der autorisierte chinesische Kooperationspartner der Liste „TOP100 Swiss Startups“, verantwortlich für den Betrieb und die Förderung der Liste in China und unterstützt die kommerzielle Zusammenarbeit der Listeprojekte mit China. Insight Tech ist ein Dienstleister für industrielle Innovationskooperation zwischen China und Europa (Schweiz), der sich der Ökosystementwicklung und grenzüberschreitenden Förderung widmet, um die Lokalisierung der Schweizer Innovation in China und die Internationalisierung der chinesischen Industrie zu voranzutreiben.

Um die vollständige Liste der „TOP100 Swiss Startups“ und branchenspezifische Listen zu erhalten, besuchen Sie bitte den offiziellen WeChat-Account oder die offizielle Website von Insight Tech.