FORSCHUNGSPROJEKTE

​Um den gegebenen Anforderungen einer standardisierten Cannabisproduktion in Deutschland gerecht zu werden, müssen sich deutsche Industrie und Forschungsorganisationen mit erfahrenen Partnern in diesem Bereich vernetzen, um bestehende Wissenslücken zu schließen.

Durch  innovative Forschungsprojekt tragen wir dazu bei, die Grundlagen einer eigenen Cannabis-Produktionskette in Deutschland zu schaffen.

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ENTWICKLUNG VON LICHTKONZEPTEN UND LOW-STRESS-TRAINING (LST) METHODEN ZUM ANBAU VON TERPEN- UND CANNABINOIDREICHEM CANNABIS FÜR PHARMAZEUTISCHE WIRKSTOFFE (DELIGHT)

Pharmazeutische Wirkstoffe auf pflanzlicher Basis wurden bisher als frische, getrocknete oder verarbeitete Pflanzen konsumiert. Das Endergebnis ist ein aus Pflanzen gewonnener oder synthetisch hergestellter Wirkstoff zur Heilung von Krankheiten. Die Qualität und Stabilität dieser Wirkstoffe ist entscheidend für die korrekte und sichere Dosierung des Medikaments. Dies ist eine Herausforderung, da die Pflanzen stark von ihrer Wachstumsumgebung beeinflusst werden. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Verbesserung der Verwendung von Cannabis als pflanzliches Rohmaterial für hochwertige pharmazeutische Produkte. Die zu lösenden technischen Herausforderungen beziehen sich auf das Lichtspektrum (die Farbe des Lichts), die Lichtverteilung, die Langlebigkeit, die Stabilität des Lichts sowie darauf, Cannabissorten zu finden, die einen hohen Gehalt an den gewünschten Wirkstoffen für das pharmazeutische Endprodukt liefern:

Ziel des Projektes ist es, eine LST-Methode (Low Stress Training) zu entwickeln, die den Terpengehalt im Pflanzenmaterial erhöht, während gleichzeitig ein hoher CBD-Gehalt gewährleistet wird.

ENTWICKLUNG INNOVATIVER KULTURSUBSTRATE, PHYTOMONITORING-SENSORSYSTEME (BODEN-PFLANZE) SOWIE EINES PROZESS-ORIENTIERTEN PFLANZENWACHSTUMS-MODELLES ZUR STEUERUNG DES WACHSTUMS UND ERTRAGS IN CANNABIS (PHYTOSENS)

Ein wichtiges Ziel beim Cannabisanbau ist es, neben hohen Erträgen, einheitliche Pflanzen mit entsprechender pharmazeutischer Qualität zu generieren. So wie bei allen biologischen Systemen hängen die Merkmalsausprägung (Phänotyp) und somit die Qualitätseigenschaften neben dem Faktor Genotyp vor allem von Umweltparametern ab. Wesentliche Umweltfaktoren, die das Pflanzenwachstum beeinflussen, sind: Lichtquantität, Lichtqualität, Beleuchtungsdauer (Photoperiode), Kultursubstrat, Wasser- und Nährstoffangebot, CO2-Konzentration der Luft, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Steuerung dieser Einflüsse erfolgt bislang unabhängig voneinander und basiert auf Erfahrungswerten der Produzenten, was nicht unmittelbar eine gleichbleibende, standardisierte Qualität von Charge zu Charge sicherstellt. Um die gesetzlichen Auflagen in der Cannabisproduktion zu erfüllen, müssen Produzenten ihre Produktionssysteme so gestalten, dass durch den Einsatz entsprechender Technologien und Verfahren die Produktion eines standardisierten Rohstoffs gewährleistet werden kann.

Zielsetzung des vorliegenden Projektes ist es, ein Verfahren unter Verwendung von innovativer Substrat- und Phytomonitoringtechnik zu entwickeln, welches die notwendige ganzheitliche Steuerung des Wachstums von Cannabis unter kontrollierten Bedingungen zur Gewinnung eines standardisierten Rohstoffs für medizinische Endprodukte ermöglicht. Der gewählte Lösungsansatz für die notwendige Steuerung der Wachstums- und Entwicklungsbedingungen fokussiert auf der bestmöglichen Wasser- und Nährstoffversorgung und damit einhergehend auf einer höchstmöglichen Automatisierung dieser relevanten Inputfaktoren für das Wachstum von Cannabis. Dies beinhaltet die Entwicklung innovativer Kultursubstrate für Cannabis, welche an die variierenden Anforderungen der Pflanze in den unterschiedlichen Entwicklungsstadien angepasst werden. Gleichzeitig soll eine Pflanze-Boden Monitoring-Einheit entwickelt werden, die zu jeder Zeit den Ist-Zustand der Pflanze überwacht, woraus sich Handlungsempfehlungen für den Produzenten in Bezug auf die Anpassung der Umweltfaktoren ableiten lassen. Die gewonnenen Daten werden verwendet, um ein prozess-orientiertes Pflanzenwachstumsmodell für Cannabis zu erstellen, welches die Reaktion der Pflanze auf veränderte Umweltparameter beschreiben und vorhersagen kann.

ENTWICKLUNG EINES SELEKTIONSSCHEMA FÜR MEDIZINISCHEN CANNABIS AUF DER GRUNDLAGE DES ENTOURAGE-EFFEKTS (SELWAK)

Cannabis sativa L. ist eine der ältesten Nutzpflanzen, die als Fasern, Nahrungsmittel und Medikamente verwendet wird. Cannabis ist durch das psychoaktiv wirkende THC bekannt. Das therapeutische Potenzial von medizinischem Cannabis (THC < 0,2%) ist jedoch aufgrund von nicht-psychoaktiven Verbindungen wie den Cannabinoiden, Terpenen und Flavonoiden wesentlich vielfältiger. Der Begriff "Entourage-Effekt" bezieht sich auf die therapeutische Wirkung aufgrund der Interaktion dieser Substanzen, die anstelle einer einzelnen Verbindung synergistisch wirken.

Ziel des Projekts ist, die Entwicklung und Optimierung eines Selektionsschemas für die Selektion von Genotypen auf der Grundlage des Entourage-Effekts zur Behandlung von Schlaflosigkeit, Depression, Anorexie und Muskelschmerzen. Gegenwärtig liegt der Fokus des Zuchtprozesses bei medizinischem Cannabis auf der Selektion einzelner Cannabinoide, jedoch kann die Kombination der verschiedenen Verbindungen zu einzigartigen Ergebnissen führen. Die Zuchtlinien, die auf der Grundlage des Entourage-Effekts bei medizinischem Cannabis ausgewählt werden, sind derzeit noch unerforscht. Darüber hinaus gibt es nur wenige Studien über den Entourage-Effekt der oben genannten Krankheiten.

ENTWICKLUNG EINER CANNABIS GENETIK MIT INDOOR-ANBAUSYSTEM UND EINER CANNABIS NANOFORMULIERUNG (GENCAN)

In Deutschland leiden bis zu 5% der Bevölkerung an neuropathischen Schmerzen. Neuropathische Schmerzen werden mit Antidepressiva und Antiepileptika behandelt. Cannabis Sativa L. könnte als wirkungsvolle Alternative bei Patienten mit neuropathischen Schmerzen eingesetzt werden. Ein Cannabismedikament für die Indikation neuropathische Schmerzen ist in Deutschland jedoch nicht zugelassen. Zur Generierung des Rohstoffs für das Medikament ist jedoch die Entwicklung der Wirkzusammenhänge zwischen der Genetik und einem Indoor-Anbausystem zur Erzielung eines CBD-reichen Ausgangsrohstoffs erforderlich. Hierzu ist es u.a. erforderlich die schwankenden Gehalte der Hauptwirkstoffe (THC, CBD) bzw. der weiteren Cannabinoide in den bislang verfügbaren Genetiken zu standardisieren und die Interaktionen zwischen Genetik und Umweltfaktoren im Hinblick auf die Cannabinoidgehalte zu klären.

THC-FREIE EXTRAKTION UND HERSTELLUNG VON WASSERLÖSLICHEN HANFEXTRAKTEN

Cannabinoide wie CBD (Cannabidiol) weisen nicht nur in der Medizin, sondern auch im Lebensmittel-, Kosmetik-, und Wellnessbereich ein enormes Potenzial auf. Bereits heute besteht großes Interesse daran, Cannabinoid-Extrakte einer Reihe von Lebensmittelprodukten wie Getränken, Kaffee, Produkten mit hohem Proteingehalt und Schokolade hinzuzufügen. Bisher ist die Instabilität von CBD und anderer Cannabinoide in diesen Lebensmittelmatrizen eine der größten Herausforderungen für die industrielle (Weiter-)Verarbeitung. Durch die Entwicklung gebrauchsfertiger Formulierungen, die a) stabil und b) frei von THC sind, will Becanex zum Hauptlieferanten für Cannabinoid-Extrakte für die Lebensmittelindustrie werden.

Becanex (Berlin Cannabis Extraction) ist ein High-Tech Food Startup, das sich auf die Extraktion von Cannabinoiden und weiteren Phytochemikalien aus Industriehanf spezialisiert hat. Das Unternehmen produziert hochwertige CBD-Extrakte und entwickelt für seine Kunden Produkte im Lebensmittel und Kosmetikbereich. Basis dafür ist das eigens entwickeltes und patentiertes One-Step-Extraktionsverfahren. Dieses ist besonders schonend, wodurch weitaus mehr der wertvollen Inhaltsstoffe erhalten bleiben als bei herkömmlichen Verfahren.

In naher Zukunft möchte Becanex das Marktpotenzial seiner Produkte erheblich erweitern und dadurch einen enormen Wachstumsschritt realisieren. Dafür wird das Unternehmen für die Lebensmittelindustrie Produktformulierungen entwickeln, die in einer Vielzahl von gängigen Verarbeitungsverfahren stabil bleiben. Weiter wird Becanex sicherstellen, dass diese Formulierungen frei von THC sind. Dazu wird man eine Methode zur selektiven Entfernung von THC aus dem Hanfextrakt entwickeln. Mit der Zusage der ZIM-Förderung plant das Unternehmen die Entwicklung bis Ende 2022 abzuschließen. Darüber hinaus steht Becanex Kooperationen mit anderen Unternehmen zur Entwicklung neuer Produkte offen gegenüber.