Ivar Giaever (2004) - How to Start a High Tech Business

The main reason to start a business is probably to try to get rich, but our motivations were different (not that we mind making money)

Thank you very much. I thought I should start this lecture by taking a picture of you. All the people take pictures this way, so I think you deserve to be... thank you. (laughter and applause). I’m a little nervous being up here on the big screen, but I hope that will work out ok. As you heard people have talked about applied physics versus fundamental physics. I’m going to go all the way to business. So that’s what I’m going to try to talk to you about: how to start a business. And I have to limit myself to the United States. But I don’t think it’s very much different in any other place in the world. Now the reason, why do you want to start a high tech business? One reason of course is you might want to get rich. But that was not the reason I started the high tech business. The reason was I wanted to get money for research. So to give a little background, how things are in the United States. I used to work for General Electric Research Centre with my friend Charlie Keese. It’s a big institution in Niskayuna, New York, has roughly 800 people with a doctor’s degree on its staff. Now I left General Electric Research in 1988 to become a professor at RPI, which is a college in the neighbourhood. The reason I left was that General Electric in 1988 said we are not going to do basic research anymore. So things have changed that way in the United States. Now Charlie Keese, my friend, joined me in 1989 on soft money. You see when I came to RPI in ’88 I had negotiating powers. But he didn’t want to come. So he came one year later but he came on soft money. It turns out it was very difficult to get grant money to support Charlie. And the reason for that is that we work in an interdisciplinary field. All the agencies in the United States say that that’s a very good thing to do. But none of the agencies have any money for that purpose. So that was a difficult thing for us. And so what kind of work do we do? Well what we do, we work with biophysics. So let me first remind you that all living things are made of cells. So cells are the building blocks of an elephant or flower or of you. Just like bricks are building blocks of houses and you can build anything with the cells. There are very interesting things about cells. But what I never can stop wondering about is that you are alive but the cells that make you up are also alive. So you are sitting there, you’re a collection of living things. If you think about that, that’s really very, very curious. So how do we know that? Well we know that because you can grow cells independent of the body. And that’s the kind of work we do. We grow cells in tissue culture. And so here is a simplified example how we start a tissue culture. So first you take a little piece of meat, that you see on the top there. It has to be very fresh meat. You put it into a little plastic dish which is about this big. And then in the plastic dish you have a liquid with all the goodies you think the cells like to eat. And if you are lucky, after a few days or so, cells come crawling out of the piece of meat. And they come crawling out. You can throw the piece of meat away and now you have living cells on the surface. So it’s a very simple thing to do. The point is you have to have a very fresh piece of meat. I work with a lot of undergraduates and I give them a little story when they come to my lab. And one day, actually about 10 years ago, some person came back and he had a little bandage on his arm. You guessed it, he had cut the little piece of meat from his arm and started his own cells. And those are the kind of dedicated students we like to have at RPI. And the interesting thing is that we still have his cells in the lab. Because you can take these cells and freeze them down to liquid nitrogen temperature and then they last forever, so to speak. You can thaw them back up and then you can reuse them. So they last forever in that sense. Now this is the life of a cell in tissue culture. When you sieve the cells out they will drift down through the liquid and attach to a surface and already have a layer of protein on them. The cell comes and attaches. If it likes what you feed it, it will stretch out, start crawling about and then grow fat. When it grows fat it divides. You have 2 cells and then these 2 calls crawl about and this process repeats itself. Interestingly enough if you deal with human cells, the cell will only divide roughly 50 times. So you say why is that? Well we all started from a single cell. A chicken egg is a single cell. A fertilised human egg of course is a single cell. When that cell has divided roughly 50 times you’re looking at me. So any time now just like cells I may roll over and die. But I hope I can have dinner first, you know. The other interesting thing is that if you deal with cancer cells, they can go around the circle forever. Cancer cells never die. There is a big difference there. And you see there’s a contradiction here. If you want to live forever you definitely have to have cancer. (Laughter) So I don’t know how you’re going to do that. Now when I say 50 times for a human cell, that is not a physical number. When you say 50 to a physicist he thinks you mean 50. A biologist saying 50, means maybe 80, means maybe 30. But the point is that the cells have a finite lifetime. Except for cancer cells. Now when you look at cells in tissue culture, what people normally do, they use then a specially constructed microscope, the light comes from underneath. And what they see is for example this taken from the cover of 'Science'. At the bottom here we have normal cells, and you see they grow in what we call a swirly pattern. On the top we have cancer cells, and they grow randomly; so they grow in a different way. And what got me very interested in tissue culture was that if you’re unfortunate enough to get cancer, a medical doctor will take a biopsy. That means he takes out a little piece of meat. He looks at it in a microscope. And he says, this looks like a swirly pattern, so we don't have to operate. Or he says, oh no these look random, so you have cancer - we 've got to operate. But you recognise there is no science in this. This is training in medicine. Not that the medical doctors are stupid. There are no other practical ways of doing it. And that made me very interested in this area, so that’s why I’m really working in this area. My friend and I had this different idea. We were going to look at the cells using electrical fields. And so what we do? We have a tissue culture dish. And in the dish we evaporate electrodes, one small and one large electrode, if you’re looking from the top. When the cell drifts down and settles on the electrode, the small electrode acts as a bottleneck. The cell settles on the electrode. It blocks the current and you can see it from outside the incubator. And so here is the system we have. This is the heart of the system. This is our electrode which is 250 micron in diameter. These are the cells. This is a very thin gold layer which you can see through. And so here are the photoresist which act as an insulator. So here this goes in what we call an electrified array. And this array goes in the holder, and the holder finally goes into the system with a PC who drives all these things. So what we see then, this is a typical what we call an attachment assay. Here we seeded out a cell called MDCK cells. And they have been seeded out; before they are seeded out we have put different proteins on the electrodes. And you see for fibronectin which is, everybody knows in biology, they are really the proteins the cells like to attach to. This cell attaches very fast. If you take bovine serum albumen where everybody in biology knows cells don’t really like, you see it takes about 15 to 20 hours before they attach. So the cells are very sensitive to what they see and what they attach to. The reason you do such experiments is that you are again unfortunate enough to get cancer. Cancer in itself is not dangerous, it’s just a cell growth. If you as a woman get cancer of your breast for example you don’t die from having lumps in your breast. You die from the cells' metastasis. That means they go away from the breast and breast cancer cells normally settle in the lung. Or if a man who gets prostate cancer, again you don’t die from a swollen prostate, but the prostate cancer cells go into the bone marrow and then you die. So the metastasis of cancer is what makes cancer so dangerous. Now we have developed this into a biosensor. So we have the cells. You can look at them electrically. And you can do various things with the cells. You can give it a viral infection. You can bind ligand to the surface. You have physical changes. Put DNA in, drugs and so on. And then the cell changes morphology, that means it changes shape. And what we can measure with our system is this shape change. And so that’s why we think that this may be possible to make it into a business in a way. So here is a simple example. We have 8 wells here I guess. And we put acetaminophen into the wells. Acetaminophen is the active ingredient in Tylenol. And if you have 10 milligram per ml in a well the cell really dies, it can’t live at all. If you have half that it lives for a little while and then dies out. And if you half that again and so on - so this is a dose-dependent thing. Was there some water here? Oh, there it is, hiding behind my computer screen. Let me give you another example for cancer because I’ve got support from a cancer foundation. So this is another example. You have a Dunning rat prostatic carcinoma series. So here is a rat. I don’t do this, some other people do this. They developed a cell for example called a G subline. That cell is really not metastatic. If you inject that cell in a rat the cancer grows but it doesn’t metastasise. Then you have AT2 and AT1 subline. Those are weakly metastatic. If you inject that in a rat then they will metastasise but not very rigorously. Then you have the highly metastatic cells, which when you inject them they spread very fast. Now the interesting thing about this is that both breast cancer and prostate cancer have the same characteristic. You can get prostate cancer which is not metastatic and you really don't have to operate. Or you can get breast cancer which is not metastatic, and you can make a small incision or something. You don’t have to do a mastectomy. But the point is that when you get cancer you can’t tell these apart a priori. And it’s a very important thing which nobody can at the present time. So we will want to try that. And so this is our approach to that thing. That here first we grow a layer of what we call UVEC cells. And here there are confluent layers. So you see this is the spread in our system, there are 8 electrodes here. And the idea behind this experiment is to then have the layer of UVEC cells and then you put the metastatic cells on top. And if the cancer cells go and metastasise, they have to find a way into the blood and out of the blood. So they have to go through a cell layer. And so we then are going to test these cells. Can they grow through the UVEC cell layer and come out the other side? And it turns out they do that. And so here is, we introduced the cells here. This is the control and this is a G subline which is weakly metastatic. And this is the AT3 which is highly metastatic. So you see we can tell these cells apart. And so we’re very happy about that. The paper was very well received in the United States. And if this is true you are looking at a rich man. Because then the instrument will become clinical and that's a very important thing. But of course it’s a very long way from this to actually doing something clinical. Ok so now I told you what we do but I haven’t told you much about the business. We could not get support for this work from NIH in the United States. And so here is actually what the ISIS application, what it can do, the various stuff which we have listed here. And one thing we got a lot of press for is in vitro toxicology. Because you know, very often when you’re going to test cosmetics you do it in the eyes of rabbits. And it is much better to do it with tissue culture. First of all its much cheaper, much cleaner, doesn’t cause any pain or anything like that. And in the European market you’re not allowed anymore to test cosmetics in rabbits eyes. So they have to do something else and we are hoping that our system can contribute to that. Now as I said we could not get support from NIH doing this work. And we didn’t even get to the first cut. And so then we learned about the SBIR, the Small Business Innovating Research programme, and we tried that route. And then we got back that this was the best grant they’ve ever seen. So you see there are different people reviewing different things. So if the first grant gets turned down, don’t get too discouraged because there may be other routes. So what is the SBIR? Well this is a programme where all the federal agencies in the United States have to give 2½% of their grant money to small businesses. And all the professors hate it, because they get 2½% less money. But to me it has been a great, great benefit. Then to get this money you have to start a business. And so we started the business. And as you see this is the lawyer’s letter here. And it cost us $562.86. And the reason you need a lawyer is that he has to tell the federal government and the state government and all sorts of things there’s a business here which you can tax when time comes. So I think that’s the reason for that. Now to start a business you need a name. And you may think that’s easy but it’s not so easy to come up with a name. Hewlett Packard is a famous firm started by Hewlett and Packard. They are supposed to have flipped a coin who was going to have their name first. So when Charlie and I got together I thought that Giaever and Keese would be a wonderful name. (Laughter) But my friend thought that Keese and Giaever sounded much better. (Laughter) So you've got to discuss this. And so finally we compromised with Applied Biophysics. (Laughter) You also have to have a place to do the business. And we do the business in an incubator cellar at RPI. An incubator cellar is just a big building that RPI bought and they try to make it easy for students, professors and stuff to run their business, it’s a wonderful thing. At the present time there are about 20 businesses in there. And this is the hallway, the terrible hallway, going 50 metres in to get into the building. And they're hanging up all the names of businesses that have been there. Now one rule they have is they have, if you go into this business you can only be there for 3 years. Now that’s tough because then you have to get out again. But many journalists asked me what difference the Nobel Prize did to me. And in this particular case it did a wonderful thing, because Nobel Prize winners can stay as long as they want. (Laughter) And so we have been there now for 6 or 7 years. But I think they like us because we manufacture things. And most other businesses are software. And when they troop the dignitaries through they always come and look at our place because we manufacture things. Now when you apply for this grant to the National Institutes of Health they give you all these wonderful things which you are supposed to do like nanotechnology, bioinformatics, acousto-optics, optoelectronics, whatever that is. So you look like when your uninitiated that if you apply for money there, it's really too difficult. I don’t know anything about that stuff. But really that is not true, that is not the way it works. Because here is a guy which I ran into, the idea does not have to be high technology. He got support for a new handle for a broom. And so he got phase 1, he developed a regular broom handle and there’s this broom handle. And that’s really not high technology but its technology. You have to have an idea. You cannot apply to that place if you want to start selling donuts or something. You have to have some idea. Well the other way it works is, now this is to qualify for the business programme. The business has to be independently owned and operated by US citizens. So that I guess excludes most of you, I'm sorry about that. Then it has to have fewer than 500 employees. Now I’m from Norway, 500 employees is a huge business in Norway. But the United States it’s a small business. So we had no difficulty qualifying for that. Then they will not support you if you are dominant in the business you are in, they will not support monopolies. Now we are dominant. But they don’t know that so that’s ok. (Laughter) Then you have to be principle business in the United States. And finally you must employ the principle researcher under the proposed effort. And since a professor in the United States is paid for 9 months by his university, he cannot apply for these grants, because you have to be employed for more than 50% of the year. But my friend Charlie Keese was not that, so for us this was perfect. Now what you get in a grant. There’s 3 phases, for the first phase you get up to $100,000 dollars. And you have to finish in 6 months, you know, to test your idea. And statistically you have one chance in 10 of getting these. If you get that and you are finished, to get phase 2 you can get up to $750,000 and that’s real money. And now you have 2 years to do that. And finally if you get on phase 3 then you are really supposed to be in business so that’s not too interesting if you’re looking for grants. Now we were very fortunate because we then, after the first grant came in, we qualified for a phase 2 grant. And that was great. That you had to negotiate with your grant manager, like you have to do with every grant. And what we asked for was $450,000. And then we got that. Wonderful. But then the guy, after everything was set the guy called me and he said I am sorry he said, but we can’t approve your grant after all. I said what’s the matter now, I mean we had decided, we have agreed. He said you are a business. You have to take profit. How much profit I said, 8% he said. Well that was very easy: (Sound of cash machine) I added 8% profit and that was it. And the wonderful thing in the United States, this 8% profit is your money. You can buy a Mercedes Benz for it or BMW are wonderful cars I found out. So you can do that. That’s probably not enough money though to buy a BMW but you could if it was enough. I mean it’s your money to keep. Now the one problem with business is that you need an accountant. Federal taxes are very complicated. Then if you’ve go to New York state taxes it gets more complicated and you definitely need an accountant. And you have to fill out lots and lots of forms. And this is not a joke. We have to do what General Electric and IBM has to do because we’re in business. And one form I have to fill out every year is the following, do you cheat? (Laughter) And what I do then, of course, I say no. But if you cheat then of course you say no as well, you know so. (Laughter) But that’s what the government does to you. And also when you have a business unexpected things happen. So as I said my friend Charlie Keese and I we really wanted to do this to get money for doing research. But then out of the blue we got an order. Wonderful, from Iowa. You know we sold business and we said, ah this is easy, you know, we’re going to sell these like hot cakes. Well you probably heard that there’s a proverb saying that if you build a better mouse trap the people will beat a path to your door. Unfortunately, believe me, (Sound of cash machine) that is not true. And that’s very sad. Because I think we have the best way of doing tissue culture but it’s very difficult to get it known. Now here is Doctor Keese and myself at a trade show. And there’s another myth in business, is that scientists are no good for business. And unfortunately (Sound of cash machine) this is true. (Laughter. Applause) So we run this business as a hobby business but now we have taken up a new partner whose name is Chris Dehnert who knows how to sell things, he’s a manufacturing representative. And we made a deal with him which I thought was a bad deal when we made it. If we get up to I think $3 million in sales he will get a third of the business. But now I recognise it was a good deal because this is, he knows what we really don’t know. And what we don’t know is marketing. And I give an example of masterful marketing called Pet Rock which hit the United States maybe 20, maybe 15 years ago. And some guy put rocks in a box and called it pet rocks. And he then gave a wonderful brochure telling how to take care of these pets, and how easy it was to get them to sit still, and how little food they ate. But you see this is marketing and he sold these things. And now if you’re interested you can buy them on eBay at, at least double price of what they sold for originally. So marketing is really the key to making a business. Finally then I show you that I have learned a little thing. No, no there are 2 things left. This is the product review. In Nature we had December 9th, 19... - that’s kind of old, but that describes a little bit of what we do. Or you can also look at the internet, Biophysics.com, that’s our business. So I hope you all go and look at that. We need a lot of hits on that. And finally then I show you again the system which we have, which we try to sell for $39,500. But to show you that I have learned a little bit of marketing: if anybody comes up to me before I go out that door, you get 10% off, how is that? (Laughter. Applause)

Vielen Dank. Ich denke, ich sollte diesen Vortrag damit beginnen, indem ich ein Foto von ihnen mache. Alle Leute machen Fotos auf diese Weise, so dass ich denke, dass sie es verdienen ... ich danke Ihnen. (Gelächter und Beifall.) Ich bin ein wenig nervös, wenn ich hier oben auf dem großen Bildschirm gezeigt werde, aber ich hoffe, dass es klappt. Wie sie gehört haben, sprachen die Leute über den Unterschied von Angewandter Physik und Grundlagenphysik. Ich beabsichtige den ganzen Weg zum Business zu gehen. Also was ich jetzt beabsichtige zu tun, ist mit ihnen über das Folgende sprechen: wie ein Business gestartet wird. Und ich muss mich auf die Vereinigten Staaten beschränken. Aber ich glaube nicht, dass es anderen Orten in der Welt wesentlich anders ist. Jetzt zu dem Grund, warum Sie ein High-Tech-Business starten möchten? Ein Grund dafür ist natürlich, dass Sie vielleicht reich werden möchten. Aber das war nicht der Grund, warum ich das High-Tech-Business gestartet habe. Der Grund war, dass ich Geld für die Forschung kriegen wollte. Also, nun ein paar Hintergrundinformationen dazu, wie das in den Vereinigten Staaten geht. Früher habe ich mit meinem Freund Charlie Keese gearbeitet für das General Electric Research Centre. Es ist eine große Einrichtung in Niskayuna, New York, die etwa 800 Menschen mit Doktortitel beschäftigt. Nun habe ich die Forschungsarbeit bei General Electric im Jahre 1988 aufgegeben, um Professor am RPI zu werden, einer technischen Hochschule in der Umgebung. Ich verließ General Electric im Jahre 1988 aus dem Grunde, weil man uns sagte, dass wir uns nicht mehr mit der Grundlagenforschung beschäftigen. Die Dinge in den Vereinigten Staaten haben sich verändert. Mein Freund Charlie Keese stieß zu mir im Jahre 1989 als Drittmittel-Mitarbeiter. Als ich 1988 zum RPI ging, hatte ich gute Argumente. Aber er wollte nicht mitkommen. Ein Jahr später kam er, aber als Drittmittel-Mitarbeiter. Es stellte sich heraus, dass es sehr schwierig war, Drittmittel zu beschaffen, um Charlie zu unterstützen. Und der Grund dafür war, dass wir auf einem fachübergreifenden Gebiet arbeiteten. Alle Behörden in den Vereinigten Staaten bestätigen, dass das sehr gut sei. Aber keine der Behörden gewährt Geld dafür. Das war eine schwierige Sache für uns. Und womit beschäftigten wir uns? Wir beschäftigten uns mit der Biophysik. Also lassen Sie mich zunächst daran erinnern, dass alle Lebewesen aus Zellen aufgebaut sind. Die Zellen sind die Bausteine eines Elefanten oder einer Blume oder Ihres Körpers. Genau wie Ziegelsteine Bausteine von Häusern sind, können Sie alles aus Zellen bauen. Die Zellen haben sehr interessante Eigenschaften. Aber ich bewundern immer, dass sowohl Sie leben, und gleichzeitig auch die Zellen, aus denen Sie aufgebaut sind. So sitzen Sie da und Sie sind eine Ansammlung von Lebewesen. Wenn Sie darüber nachdenken, finden Sie es wirklich sehr merkwürdig. Woher wissen wir das? Nun, weil man die Zellen unabhängig vom Körper züchten kann. Und damit beschäftigen wir uns. Wir züchten Zellen in der Gewebekultur. Und hier ist ein vereinfachtes Beispiel, wie wir eine Gewebekultur anlegen. Also man nimmt zuerst ein kleines Stück Fleisch, wie Sie es oben hier sehen. Das Fleisch muss sehr frisch sein. Man legt es in eine kleine Plastikschale, die etwa so groß ist. Und dann fügt man in die Plastikschale eine Flüssigkeit mit allerlei Leckereien hinzu, die die Zellen gern zu essen haben. Und wenn man Glück hat, kommen nach ein paar Tagen Zellen aus dem Fleischstück heraus. Und diese kriechen da heraus. Man kann ein Stück Fleisch wegwerfen und jetzt gibt es dort lebende Zellen auf der Oberfläche. Man kann es sehr einfach machen. Der springende Punkt ist, dass es ein sehr frisches Stück Fleisch sein muss. Ich arbeite viel mit Studenten und ich erzähle ihnen eine kleine Geschichte, wenn sie in mein Labor kommen. Und eines Tages, vor 10 Jahren, hatte ein Student ein kleines Pflaster an seinem Arm. Sie haben richtig erraten, er hatte ein kleines Stück Fleisch aus seinem Arm ausgeschnitten und wollte seinen eigenen Zellen züchten. Und das ist die Art von den engagierten Studenten, die wir gerne am RPI haben. Und das Interessante darin ist, dass wir noch immer seine Zellen im Labor haben. Weil man diese Zellen auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff einfrieren kann und dann halten sie sich quasi für immer. Man kann sie wieder auftauen und danach wiederverwenden. Und damit halten sie sich für immer. Das ist also das Leben der Zelle in Gewebekultur. Wenn man die Zellen aussiebt, treiben sie durch die Flüssigkeit nach unten und klammern sich an eine Oberfläche und haben bereits eine Proteinschicht. Da kommt die Zelle und klammert sich an. Wenn sie es gern hat, was man ihr zu essen gibt, dann dehnt sie sich aus, beginnt herumkrabbeln und nimmt zu. Wenn sie wächst, teilt sie sich. Es gibt zwei Zellen und dann kriechen diese zwei Zellen heraus und dieser Prozess wiederholt sich. Interessanterweise, wenn es sich um menschliche Zellen handelt, teilt sich die Zelle nur etwa 50-mal. Man kann fragen, warum ist das so? Nun, alles begann aus einer einzelnen Zelle. Ein Hühnerei ist eine Einzelzelle. Eine befruchtete menschliche Eizelle ist natürlich eine Einzelzelle. Während sie mich anschauen, hat sich diese Zelle etwa 50-mal geteilt. Ich kann ja jede Minute genau wie die Zellen zusammenbrechen und sterben. Aber ich hoffe, dass ich vorher zu Mittag essen kann. Die andere interessante Sache besteht darin, dass wenn es um die Krebszellen geht, dann kann der Kreislauf ewig weitergehen. Die Krebszellen sterben nie. Es gibt dort einen großen Unterschied. Und Sie sehen, dass es einen Widerspruch hier gibt. Wenn Sie immer leben wollen, müssen Sie auf jeden Fall Krebs haben. (Lachen) Also weiß ich nicht, wie Sie das schaffen können. Nun, wenn ich sage: „50-mal für eine menschliche Zelle" dann ist das keine exakte Zahl. Wenn man einem Physiker 50 sagt, denkt er, dass 50 gemeint ist. Wenn man einem Biologen 50 sagt, heißt es vielleicht 80 oder vielleicht 30. Aber es geht darum, dass die Zellen eine begrenzte Lebensdauer haben. Mit Ausnahme von Krebszellen. Um man die Zellen in der Gewebekultur betrachten zu können, benutzt man normalerweise ein speziell konstruiertes Mikroskop, in dem das Licht von unten kommt. Was man damit sehen kann ist zum Beispiel hier ein Bild von der Titelseite des Magazins „Science“. Hier unten haben wir normale Zellen, und wie Sie sehen können, wachsen diese zu einem sogenannten Wirbelmuster. Hier oben haben wir Krebszellen, die willkürlich wachsen; sie wachsen in einer anderen Weise. Und was mich besonders an der Gewebekultur interessiert hat, war die Tatsache, dass ein Arzt eine Biopsie vornehmen wird, in dem bedauerlichen Fall, wenn jemand Krebs hat. Das bedeutet, dass er ein kleines Stück Fleisch nimmt. Er betrachtet es mit einem Mikroskop. Und er sagt, dass es wie ein Wirbelmuster aussieht, sodass wir nicht operieren müssen. Oder er sagt, oh nein, es sieht willkürlich aus, es geht hier um Krebs - wir müssen operieren. Aber wie Sie erkennen, ist das keine Wissenschaft. Das ist reine medizinische Praxis. Nicht, dass die Ärzte dumm wären. Es gibt keine andere praktische Möglichkeit, das zu tun. Und es hat mich in diesem Bereich sehr interessiert, und das ist der Grund, warum ich mich wirklich mit diesem Bereich beschäftige. Mein Freund und ich hatten eine andere Idee. Wir möchten die Zellen im elektrischen Feld untersuchen. Was haben wir also getan? Wir haben eine Gewebekulturschale. In diese Schale tauchen wir die Elektroden, eine kleine und eine große Elektrode, wie Sie von oben sehen. Wenn die Zelle nach unten treibt und sich auf der Elektrode absetzt, wirkt die kleine Elektrode als ein Engpass. Die Zelle setzt sich auf der Elektrode ab. Sie blockiert den Strom und Sie können das von außerhalb des Inkubators sehen. Und hier ist das System. Es ist das Herz des Systems. Es ist unsere Elektrode, die 250 Mikrometer im Durchmesser hat. Und das sind die Zellen. Es ist eine sehr dünne Goldschicht, durch die man durchsehen kann. Und hier ist der Fotowiderstand, der als Isolator dient. Und hier ist das was wir ein elektrisiertes Array nennen. Und dieses Array greift in die Fassung ein, und die Fassung ist schließlich mit einem PC verbunden, der alles steuert. Also, was wir hier sehen, nennen wir gewöhnlich einen adhärenten Assay. Hier siebten wir eine Zelle aus, genannt MDCK-Zelle. Und die wurden ausgebracht, aber davor haben wir verschiedene Proteine an die Elektroden angesetzt. Und man sucht nach Fibronektin, weil jeder in der Biologie weiß, dass das Proteine sind, an denen sich die Zellen gerne anhaften. Diese Zelle hängt sich sehr schnell an. Wenn man Rinderserumalbumin nimmt - jeder in der Biologie weiß, dass die Zellen das nicht gern mögen - sieht man, dass es etwa 15 bis 20 Stunden dauert, bevor sie sich anhaften. Die Zellen sind sehr bedacht darauf, woran die sich anhaften. Der Grund, dass jemand solche Experimente auszuführt besteht wiederum darin, dass jemand bedauerlicherweise Krebs bekommen hat. Krebs an sich selbst ist nicht gefährlich, es ist nur ein Zellwachstum. Wenn eine Frau beispielsweise Brustkrebs hat, stirbt sie nicht wegen der Klumpenbildung in der Brust. Man stirbt wegen der Zellenmetastasen. Das heißt, diese breiten sich von der Brust üblicherweise in die Lungen aus. Oder wenn ein Mann Prostatakrebs bekommt, so stirbt er nicht wegen einer geschwollenen Prostata, sondern wegen der Ausbreitung der Prostatakrebszellen ins Knochenmark. Es sind die Krebsmetastasen, die den Krebs so gefährlich machen. Wir haben das zu einem Biosensor entwickelt. Hier haben wir die Zellen. Sie können diese "elektrisch" ansehen. Und man kann verschiedene Dinge mit den Zellen tun. Man kann sie mit einem Virus anstecken. Man kann ein Bindungsprotein an die Oberfläche anhaften. Man kann sie physikalisch verändern. DNA, Medikamente und so weiter einsetzen. Und wenn die Zelle die Morphologie ändert, heißt es, dass sie ihre Form ändert. Und wir können diese Formänderung mit unserem System messen. Und daher denken wir, dass es möglich wäre daraus gewissermaßen ein Geschäft zu gründen. Hier haben wir ein einfaches Beispiel. Ich glaube wir haben hier 8 Kavitäten. Und wir führen Paracetamol in die Kavitäten ein. Paracetamol ist die aktive Substanz in Tylenol. Und wenn es 10 Milligramm pro ml in einer Kavität abgibt, so stirbt die Zelle. Bei halber Dosis wird die Hälfte noch für eine kleine Weile überleben, dann aber sterben sie auch. Und wenn man es wieder halbiert geht es weiter so; es ist dosisabhängig. Gab es hier etwas Wasser? Oh, da ist es, versteckt sich hinter meinem Computerbildschirm. Lassen Sie mich ein weiteres Beispiel für Krebs anführen, da ich Unterstützung von einer Krebs-Stiftung erhalten habe. Das ist ein weiteres Beispiel. Wir haben hier eine Dunning Rattenprostatakarzinom-Serie. Hier haben wir die Ratte. Ich führe das nicht durch, andere Leute tun es. Sie entwickelten beispielsweise eine Zelle, die G-Sublinie genannt wurde. Diese Zelle ist wirklich nicht metastatisch. Wenn man einer Ratte diese Zelle injiziert, entwickelt sich der Krebs, aber er ist nicht metastatisch. Dann hat man AT2- und AT1- Sublinien. Diese sind gering metastatisch. Wenn man einer Ratte dies injiziert, dann bilden sie Metastasen, aber nicht sehr drastisch. Dann gibt es die stark metastatischen Zellen, die sich nach der Injektion sehr schnell verbreiten. Das Interessante darin ist, dass sowohl Brustkrebs als auch Prostatakrebs dieselbe Charakteristik haben. Man kann Prostatakrebs bekommen, der nicht metastatisch ist und es gibt keine Notwendigkeit hier zu operieren. Oder man kann Brustkrebs entwickeln, der nicht metastatisch ist, und man kann einen kleinen Schnitt oder etwas Ähnliches machen. Es gibt keine Notwendigkeit für eine Brustamputation. Aber der Punkt ist: wenn man Krebs bekommt, dann kann man a priori diese nicht voneinander unterscheiden. Und es ist eine sehr wichtige Aufgabe, die niemand zurzeit lösen kann. Aber wir möchten es versuchen. Also das ist unser Ansatz für diese Aufgabe. Zuerst züchten wir eine Schicht, die wir UVEC-Zellen nennen. Und hier sind die konfluenten Schichten. Das ist also die Größendimension in unserem System und wir haben 8 Elektroden hier. Und die Idee hinter diesem Experiment ist, dass man eine Schicht aus UVEC-Zellen hat und darauf die metastatischen Zellen ansiedelt. Und falls die Krebszellen wachsen und Metastasen bilden, müssen diese einen Weg ins Blut und aus dem Blut finden. Also müssen sie durch eine Zellschicht wandern. Und danach möchten wir diese Zellen zu untersuchen. Können sie sich diese durch die UVEC-Zellschicht hindurch entwickeln und auf der anderen Seite herauskommen? Und es stellte sich heraus, dass sie das können. Hier haben wir die Zellen eingesetzt. Das hier ist die Steuerung und das hier ist eine G-Sublinie, die schwach metastatisch ist. Und das ist die AT3, die stark metastatisch ist. Wie sie sehen, können wir diese Zellen voneinander unterscheiden. Und wir sind sehr glücklich darüber. Der Artikel wurde in den Vereinigten Staaten sehr positiv aufgenommen. Und wenn das alles stimmt, dann sehen Sie einen reichen Mann vor sich. Weil dann das Instrument in die klinische Nutzung geht und das ist eine sehr wichtige Sache. Aber natürlich steht uns noch viel Arbeit bevor, ehe es tatsächlich zu einem echten klinischen Instrument wird. Ok, jetzt habe ich Ihnen erzählt, womit wir uns beschäftigen, aber ich habe Ihnen nicht viel über das Business erzählt. Es gelang uns nicht, Unterstützung für diese Arbeit vom NIH in den Vereinigten Staaten zu erhalten. Und hier ist, was die ISIS-Anwendung tun kann, hier aufgelistet. Es sei auch angemerkt, dass es eine Menge Presseberichte zu dieser in-vitro-Toxikologie gab. Wie Sie wissen, ist es für Kosmetika oft notwendig, sie in Kaninchenaugen zu testen. Aber es ist viel besser, es in einer Gewebekultur zu tun. Erstens ist es viel billiger, viel sauberer, verursacht weder Schmerzen oder dergleichen. Und auf dem europäischen Markt ist es nicht mehr erlaubt, Kosmetika an Kaninchenaugen zu testen. Deswegen muss man etwas anderes anwenden und wir hoffen, dass unser System zum Einsatz kommt. Wie ich schon gesagt habe, konnten wir keine Unterstützung vom NIH für unsere Arbeit erhalten. Und wir haben keine bis zum ersten Schnitt erhalten. Aber danach erfuhren wir vom SBIR, das Small Business Innovating Research programme, und wir haben es auf diesem Weg versucht. Und es stellte sich heraus, dass das die beste Förderung war, die sie jemals getätigt hatten. Dort sitzen verschiedene Experten, die für verschiedene Themen verantwortlich sind. Der erste Zuschussantrag wurde abgelehnt, aber lassen Sie sich nicht entmutigen, denn es gibt immer andere Wege. Was ist also das SBIR? Das ist ein Programm, demzufolge alle Bundesbehörden in den Vereinigten Staaten 2,5% ihrer Zuschüsse an kleine Unternehmen zu vergeben haben. Und alle Professoren hassen es, weil sie 2,5% weniger Geld bekommen. Aber für mich war es von sehr großem Nutzen. Denn um dieses Geld zu bekommen, muss man ein Unternehmen zu gründen. Und so haben wir das Business gestartet. Und hier sehen Sie einen Brief eines Rechtsanwalts. Das kostete uns US$ 562,86. Und der Grund, warum Sie einen Rechtsanwalt brauchen, besteht darin, dass er der Bundes- und Landesregierung und allen möglichen Ämtern mitteilen muss, dass es hier ein Unternehmen gibt, das man zu gegebener Zeit besteuern kann. Meiner Meinung nach besteht der Grund darin. Um ein Business zu starten, brauchen Sie einen Namen. Und Sie denken vielleicht, es sei einfach, aber einen Namen auszudenken ist nicht so einfach. Hewlett Packard ist ein bekanntes Unternehmen, das von Hewlett und Packard gegründet wurde. Vielleicht haben die eine Münze geworfen, um festzustellen, wessen Name als erster stehen soll. Als ich und Charlie zusammenkamen, dachte ich, dass Giaever und Keese ein wunderbarer Firmenname wäre. (Lachen) Aber er dachte, dass Keese und Giaever viel besser wäre. (Lachen) Wir mussten also darüber diskutieren. Und schließlich kamen wir mit Applied Biophysics zu einem Kompromiss. (Lachen) Sie müssen auch eine Betriebsstätte für das Geschäft haben. Wir betrieben das Geschäft in einem Inkubator-Keller des RPI. Ein Inkubator-Keller ist ein großes Gebäude, das das RPI gekauft hat, und sie versuchen den Studenten, Professoren und dem Personal zu erleichtern, ein Business zu betreiben, und es ist eine wunderbare Sache. Heutzutage beherbergt es etwa 20 Unternehmen. Hier ist der Durchgang, schreckliche 50 Meter lang, der ins Gebäude führt. Und alle Geschäftsleute hängen Namensschilder ihrer Unternehmen aus, die dort untergebracht sind. Es gibt eine Regel für alle, die sich dort ansiedeln: sie können nur 3 Jahre hier das Geschäft betreiben. Das ist schwierig, denn danach muss man ausziehen. Viele Journalisten haben mich gefragt, was der Nobelpreis in meinem Leben geändert hat. Und in diesem besonderen Fall hat er etwas Wunderbares bewirkt, denn die Nobelpreisträger dürfen hier so lange bleiben, wie sie wollen. (Lachen) Und so arbeiteten wir in diesen Räumen 6 oder 7 Jahre. Aber ich glaube, sie mögen uns, weil wir etwas tatsächlich Handfestes bauen. Während die meisten anderen Unternehmen sich mit Software beschäftigen. Und wenn die wichtigen Persönlichkeiten durch die Räumlichkeiten geführt wurden, kam sie immer bei uns vorbei - weil wir Dinge bauten. Wenn Sie diesen Zuschuss beim National Institutes of Health beantragen, geben die Ihnen all diese wunderbaren Dinge, die sie gern haben müssen, z.B. Nanotechnologie, Bioinformatik, Akustooptik, Optoelektronik, alles was das Herz begehrt. Es sieht so aus, als wäre es schwierig als Uneingeweihter Fördergelder zu erhalten. Ich weiß nicht sehr viel darüber. Aber ich kann sagen, dass dem nicht so ist. Ich begegnete zufällig einem, und seine Idee war nicht hochtechnologisch. Er erhielt einen Zuschuss für einen neuen Besengriff. Und damit ging er in die 1. Förderphase, entwickelte einen normalen Besenstiel, und hier sehen Sie diesen Besenstiel. Und es ist wirklich keine Hochtechnologie, aber es ist seine Technologie. Sie müssen eine Idee haben. Sie können sich nicht um Förderungen bewerben, wenn Sie Gebäck oder dergleichen verkaufen möchten. Sie müssen eine Idee haben. Der andere Weg ist, dass man sich für das genannte Business-Programm qualifiziert. Das Unternehmen muss dafür Eigentum von US-Bürgern sein und von ihnen betrieben werden. Leider schließt diese Voraussetzung die meisten von euch aus. Weiterhin muss es weniger als 500 Mitarbeiter haben. Ich komme aus Norwegen, wo 500 Mitarbeiter ein riesiges Unternehmen wäre. Aber in den Vereinigten Staaten ist es ein Kleinunternehmen. Es war also nicht schwierig, das zu erfüllen. Man wird Sie nicht unterstützen, wenn Sie dominierend in einer Branche sind, weil Monopole nicht unterstützt werden. Jetzt sind wir dominierend. Aber die wissen das nicht und das ist OK. (Lachen) Dann müssen Sie das Geschäft hauptsächlich in den Vereinigten Staaten betreiben. Und schließlich muss der führende Forscher genau zum Zwecke des Unternehmens angestellt sein. Und da ein Professor in den USA 9 Monate von seiner Universität bezahlt wird, kann er diese Zuschüsse nicht beantragen, da er mehr als 50% des Jahres angestellt sein muss. Aber mein Freund Charlie Keese fiel nicht unter diese Bestimmung, was für uns perfekt war. Nun, woraus besteht der Zuschuss. Es gibt 3 Phasen, und während der ersten Phase erhalten Sie bis zu US$ 100.000. Das Projekt muss in 6 Monaten soweit abgeschlossen sein, um Ihre Idee zu testen. Statistisch gesehen klappt das bei einem von 10 Fällen. Wenn es klappt und die Testphase erfolgreich ist, können Sie in der 2. Phase US$ 750.000 erhalten - und das ist viel Geld. Und jetzt haben Sie 2 Jahre, um weiterzuentwickeln. Und schließlich, wenn Sie zur 3. Phase gelangen, dann sind Sie real im Geschäft tätig, aber das ist nicht so interessant, wenn Sie Fördergelder wollen. Wir hatten Glück, denn nach dem ersten Zuschuss qualifizierten wir uns weiter für den zweiten Zuschuss. Und das war großartig. Wir mussten mit unserem Zuschuss-Manager verhandeln, wie das so üblich ist. Und wir haben US$ 450.000 beantragt. Und das haben wir bekommen. Wunderbar. Aber nachdem alles beschlossen war, rief der Herr mich an und sagte: Ich fragte: „Was ist denn passiert, ich dachte, alles wäre beschlossen und vereinbart“. Er sagte: „Sie sind ein Unternehmen. Sie müssen Gewinn machen“. OK, es war sehr einfach: Ich habe 8% Gewinn hinzuaddiert und damit war alles wieder gut. Und das Tolle in den Vereinigten Staaten ist, dass dieser 8%-Gewinn ihr Geld ist. Sie können einen Mercedes Benz oder BMW für sich selbst kaufen, und ich habe festgestellt, dass dies wunderbare Autos sind. Das könnte man also tun. Wahrscheinlich reicht das Geld nicht aus, um einen BMW zu kaufen; aber Sie könnten, wenn genug Geld da wäre. Es ist ja Ihr Geld. Ein Problem an einem Geschäft ist, dass Sie einen Buchhalter benötigen. Die Bundessteuern sind sehr kompliziert. Und was die staatlichen Steuern im Bundesstaat New York angeht, so sind diese noch komplizierter, und auf jeden Fall brauchen Sie einen Buchhalter. Und Sie müssen sehr viele Formulare ausfüllen. Und das folgende ist kein Witz. Wir müssen dasselbe tun, was auch General Electric und IBM tun müssen, weil wir ja ein Business betreiben. Und ein Formular, das ich jedes Jahr auszufüllen habe, ist das Folgende. Hinterziehen Sie Steuern? (Lachen) Und was sage ich dann? Natürlich, ich sage: „Nein“. Aber wenn auch man betrügt, dann sagt man natürlich auch: „Nein“, nicht wahr. (Lachen) Damit beschäftigt die Regierung einen also. Zudem, wenn Sie ein Unternehmen haben, dann passieren auch unerwartete Dinge. Also wie schon gesagt, mein Freund Charlie Keese und ich, wir wollten das tun um Geld für die Forschung zu erhalten. Aber dann - wie aus heiterem Himmel - bekamen wir einen Auftrag. Wunderschön, aus Iowa. Wir verkauften etwas und dachten: „Oh, das ist einfach, wir werden wie geschnitten Brot verkaufen“. Wahrscheinlich haben Sie ein Sprichwort gehört, demzufolge gute Erfindungen, die bestehendes verbessern, Erfolg haben werden. Aber leider, glauben Sie mir, das ist nicht wahr. Und das ist sehr traurig. Ich denke, dass wir die beste Methode für Gewebekulturen entwickelt hatten, aber es ist sehr schwierig, das bekannt zu machen. Hier sind wir - Doktor Keese und ich – auf einer Messe. Und es gibt auch noch einen anderen Mythos, nämlich dass Wissenschaftler im Business nicht erfolgreich seien. Leider ist das wahr. (Lachen, Beifall) So betreiben wir dieses Business als ein Hobby, aber jetzt haben wir einen neuen Partner, Chris Dehnert, und er weiß, wie man Dinge verkauft, er ist ein Vertriebler aus der Fertigungsindustrie. Und wir hatten eine Vereinbarung mit ihm geschlossen, die meiner damaligen Meinung nach ein schlechtes Geschäft war. Wenn wir einen Umsatz von 3 Millionen Dollar erreichen, dann bekommt er ein Drittel des Geschäfts. Aber jetzt weiß ich, dass es eine gute Vereinbarung war, weil er wirklich das weiß, was wir nicht wissen. Und was wir nicht wissen und können ist Marketing. Und ich führe Ihnen ein Beispiel für Marketing für Haustiere aus Stein vor, die in den Vereinigten Staaten vor 15 oder 20 Jahren sehr erfolgreich waren. Irgendjemand legte Steine in eine Kiste und nannte sie pet rocks – Haustier aus Stein. Und danach veröffentlichte er eine wunderbare Broschüre mit Ratschlägen, wie man die Haustiere am besten pflegt, und wie einfach es doch, sie dazu zu bringen, still zu sitzen und wie wenige sie essen würden. Das ist Marketing und er begann diese Steine zu verkaufen. Und wenn Sie daran interessiert sind, können Sie diese pet rocks auf eBay kaufen, zumindest für den doppelten Preis vom ursprünglichen Verkaufspreis. Marketing ist wirklich sehr wichtig für das Business. Und abschließend zeige ich Ihnen, was ich dazugelernt habe. Nein, 2 Dinge wären da noch. Das ist der Produkttest. Man schrieb den 9. Dezember 19 ... – das ist lange her, aber hier wird ein beschrieben, was wir tun. Oder Sie können auch uns im Internet - Biophysics.com besuchen, das ist unsere Businessseite. Und ich hoffe, dass Sie alle dahin gehen und sich dort umsehen. Wir brauchen eine Menge Website-Zugriffe. Und schließlich zeige ich dann Ihnen noch einmal unser System, das wir für US$ 39.500 zu verkaufen versuchen. Und ich möchte Ihnen zeigen, dass ich ein bisschen Marketing gelernt habe: wenn jemand zu mir kommt, bevor ich die Tür hinter mir schließe, so erhält er 10% Rabatt. Wie hört sich das an? (Lachen. Beifall)

Ivar Giaever (2004)

How to Start a High Tech Business

Ivar Giaever (2004)

How to Start a High Tech Business

Comment

This is a general comment to Ivar Giaever’s remarkable set of 11 recorded lectures on biophysics 1976-2004. Giaever has so far (2014) participated in no less than 16 Lindau Meetings, starting in 1976, when he received his first invitation to lecture at the Lindau physics meeting. But it wasn’t until the 2008 meeting, after more than 30 years, that he finally disclosed what he actually received the 1973 Nobel Prize in Physics for, the discovery of tunnelling in superconductors. In year 2000, he did not give a lecture, but sat in panel discussion, and in 2012 he gave a critical talk on global warming, which for a long time has been on top of the list of most viewed Mediatheque videos. But at all the other 13 meetings, he lectured on his activities in biophysics and how these led him into starting a high tech business in the US. It is fascinating to listen to the 11 existing sound recordings, starting with 1976 and following through all the way to 2004. Giaever is smart enough to having realized that the most important part of the audience, the young scientists, change from year to year, so some parts of the lectures (including jokes) appear over and over again. But as time goes, he makes progress in his biophysics research and this leads to important developments and inventions. The starting point in all lectures is the possibility to study biological phenomena in the laboratory using methods from physics. With his background in electrical engineering, it is not surprising that he in particular has used techniques from optics and from the measurement of very small electromagnetic fields. The first two lectures mainly concern proteins on surfaces, but already in the last ten minutes of the second talk, Giaever describes his ideas about working with cells on surfaces. The rest of the talks all concern his studies of the properties of living cells on surfaces. The cells are grown and kept in what is called a Petri dish, a cylindrical shallow glass or plastic container. By inserting a very small electrode made of a suitable metal (e.g., gold) at the bottom of the dish and another above, electronic characteristics of a single cell can be measured. This can be both static and time-dependent properties. A question that has been at the centre of Giaever’s interest has been to develop an objective method to measure the difference between cancer cells and normal cells. Such a method would be an important contribution, since the usual method to distinguish cancer cells from normal cells is by observing their growth pattern in an optical microscope, a highly subjective method where mistakes can be made and have been made. Another question, which Giaever has addressed, concerns what kind of surfaces cancer cells stick to. This can be important to know, because many cancers spread from the original tumour and cancer cells wander to other places in the body and form new growths in places where they stick (metastasis). When he began his activities in biophysics, Giaever worked at General Electric, but after leaving this company in 1988, he accepted a position as Professor at the Rensselear Polytechnic Institute. Together with a colleague he also started a company to develop and market a sensor for cells in tissue cultures. This apparatus is now being produced and marketed (www.biophysics.com). Some of Giaever’s lectures focus on the problems encountered when trying to start a small highly technological enterprise. His account and reflections are interesting and in parts very amusing. Some in the young audience certainly could profit from following in his footsteps, in particular from following this advice: If you don’t get funded for your research, start a profitable business to make your own funding!

Anders Bárány

Abstract

The main reason to start a business is probably to try to get rich, but our motivations were different (not that we mind making money). First it is and was very difficult to get funding for interdisciplinary science in the USA from the regular granting agencies despite claims to the contrary, so to fund our research we applied for a grant through the Small Business Innovation Research program (SBIR) and were successful. Second, like all scientists, we wanted to have an impact on the development of science and decided that we probably could have a more significant impact by supplying the right instruments than by just writing papers. This paper briefly recounts our experiences as we tried to enter into the commercial sphere.

Our main and hard earned lesson is that business, to no ones surprise, is very different from science. In the business world you are forced to make decision with incomplete knowledge, a very difficult thing for a scientist. The proverb “If you make a better mousetrap, people will beat a path to you door” is unfortunately not true. The product (including the science behind it) is really not the most important aspect of a high-tech business; marketing is where the action is. As an example some clever Americans managed to sell “pet stones” a few years ago using ingenious marketing.

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