Etablierung von Verfahren zur kontinuierlichen Produktion viraler Vektoren für die Gentherapie
Förderung von ca. 1,1 Millionen Euro – mit dem Ziel einer Firmenausgründung
In der Gentherapie werden häufig biotechnologisch hergestellte Viren als Transport-Vehikel genutzt, um genetisches Material in geschädigten Körperzellen auszutauschen. Dr.-Ing. Felipe Tapia und Dr.-Ing. Pavel Marichal-Gallardo, Wissenschaftler der Forschungsgruppe Bioprozesstechnik am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg, haben im Rahmen ihrer Promotion das erste vollständig kontinuierliche System entwickelt, um solche virale Vektoren zu produzieren. Sie erhalten nun eine Förderung von ca. 1,1 Millionen Euro, um ihr Projekt weiterzuentwickeln – mit dem Ziel einer Firmenausgründung.
ContiVir: Zwei neue Technologien für die Herstellung und Aufreinigung von viralen Vektoren werden kombiniert.
ContiVir / Felipe Tapia und Pavel Marichal
Virale Vektoren werden in großen Mengen für die Gentherapie benötigt. Hierbei schleust ein Virus fehlerfreie Gene in geschädigte Körperzellen eines Individuums ein. Die fehlerhafte oder unkontrollierte Synthese (Expression) der genetischen Information eines schädigenden Gens soll somit verhindert werden. Dies findet zum Beispiel Anwendung in der Krebstherapie.
Gentherapien könnten eine ganze Bandbreite an derzeit unheilbaren Krankheiten bekämpfen und haben somit das Potential für eine nächste medizinische Revolution. Die am häufigsten angewandte Methode für die Gentherapie funktioniert mit viralen Vektoren: biotechnologisch hergestell-te Viren werden als Transport-Vehikel genutzt, um genetisches Material in die Zellen von Patienten einzuführen mit dem Ziel, kranke Gene durch gesunde auszutauschen. Gegenwärtig kostet eine Gentherapie pro Patient hunderttausende bis Millionen Euro.
Es ist anzunehmen, dass sich die Nachfrage nach viralen Trägern für die Gentherapie zukünftig erhöhen wird. Die ersten Methoden für eine Gentherapie haben in Europa und in den USA in den vergangenen Jahren eine Marktzulassung erhalten und mehr als 1.000 Anwendungen befinden sich in der klinischen Phase. Die heutige Nachfrage an viralen Vektoren wird fünf Mal höher geschätzt als es derzeitige Herstellungsverfahren zulassen.
Ein wesentlicher Engpass für die Lieferung von viralen Vektoren liegt in den hohen Virustitern, die für die Therapie erforderlich sind. Der Titer ist der letzte Verdünnungswert einer Lösung, in der sich noch Viruspartikel nachweisen lassen. Zudem erschweren ineffiziente Produktionstechniken mit Batch-Technologien, also der chargenweisen Verarbeitung, die schnelle Herstellung und Aufreini-gung.
Das EXIST-Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, noch offene Fragen dieser Herstellungsprozesse anzugehen und zwei neue Technologien zu kombinieren, die in der Forschungsgruppe Bioprozess-technik am MPI Magdeburg entwickelt wurden. Dr.-Ing. Felipe Tapia und Dr.-Ing. Pavel Marichal-Gallardo haben im Rahmen ihrer Promotion das erste vollständige kontinuierliche System konzipiert, um derartige virale Vektoren zu produzieren.
Schlauchreaktor und chromatographische Aufreinigung kombiniert
Zum einen entwickelte Felipe Tapia einen Schlauchreaktor, der kontinuierlich betrieben wird
(Leitung: PD Dr. Yvonne Genzel, Teamleiterin für Upstream Processing). Dieser Bioreaktor ist das erste voll kontinuierliche System für die Produktion von Viruspartikeln und hat eine zwanzigmal kleinere Stellfläche als herkömmliche Systeme. Durch die kontinuierliche Betriebsweise ergibt sich eine höhere Produktivität als bei Batch-Kulturen, die mit größeren Volumina betrieben werden müssen. Zudem verbraucht die Herstellung weniger Energie bei geringerem Personalbedarf.
Die viralen Vektoren, die auf diese Weise produziert werden, werden anschließend mit einer neuartigen chromatographischen Trenntechnik (Steric Exclusion Chromatography, SXC) aufgereinigt. Diese Methode mittels einer Membran wurde von Pavel Marichal-Gallardo entwickelt (Leitung: Prof. Dr. Michael Wolff, Team Downstream Processing, jetzt Technische Hochschule Mittelhes-sen, Gießen). Mit ihrer Hilfe kann eine Vielzahl verschiedener Viren mit hoher Ausbeute aufgereinigt und konzentriert werden. Das Verfahren ist leicht skalierbar, zudem werden kostengünstige Materialien eingesetzt.
Beide Technologien können zu einem voll kontinuierlichen Herstellungsprozess integriert werden und damit eine kostengünstige und schnelle Versorgung von Patienten mit viralen Vektoren für die Gentherapie ermöglichen. Diese Herstellungsplattform kann zudem dafür genutzt werden, virale Impfstoffe in größeren Mengen zu produzieren. Dies kann zum Beispiel bei Pandemien erforderlich sein, wie wir es etwa beim gegenwärtigen Ausbruch des Corona-Virus beobachten können.
Das Spin-Off-Projekt startete im Oktober 2019 und wird für zwei Jahre über das EXIST Forschungstransfer-Programm, die Europäische Union, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und über die Max-Planck-Gesellschaft gefördert mit dem Ziel einer Firmenausgründung. Das Team umfasst zwei Wissenschaftler, eine technische Assistentin und einen administrativen Mitarbeiter, der sich um das Business Development kümmert.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Life-Science-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für Biotechnologie, Pharma und Life Sciences bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Da tut sich was in der Life-Science-Branche …
So sieht echter Pioniergeist aus: Jede Menge innovative Start-ups bringen frische Ideen, Herzblut und Unternehmergeist auf, um die Welt von morgen zum Positiven zu verändern. Tauchen Sie ein in die Welt dieser Jungunternehmen und nutzen Sie die Möglichkeit zur Kontaktaufnahme mit den Gründern.
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Gentherapie
Genetische Erkrankungen, die einst als unbehandelbar galten, stehen nun im Zentrum innovativer therapeutischer Ansätze. Die Forschung und Entwicklung von Gentherapien in Biotech und Pharma zielen darauf ab, defekte oder fehlende Gene direkt zu korrigieren oder zu ersetzen, um Krankheiten auf molekularer Ebene zu bekämpfen. Dieser revolutionäre Ansatz verspricht nicht nur die Behandlung von Symptomen, sondern die Beseitigung der Krankheitsursache selbst.
Themenwelt Gentherapie
Genetische Erkrankungen, die einst als unbehandelbar galten, stehen nun im Zentrum innovativer therapeutischer Ansätze. Die Forschung und Entwicklung von Gentherapien in Biotech und Pharma zielen darauf ab, defekte oder fehlende Gene direkt zu korrigieren oder zu ersetzen, um Krankheiten auf molekularer Ebene zu bekämpfen. Dieser revolutionäre Ansatz verspricht nicht nur die Behandlung von Symptomen, sondern die Beseitigung der Krankheitsursache selbst.
Themenwelt Chromatographie
Mit Hilfe der Chromatographie können wir komplexe Substanzen trennen, identifizieren und so verstehen. Ob in der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen Forschung oder der Umweltanalytik – Chromatographie eröffnet uns eine Schatzkammer an Informationen über die Zusammensetzung und Qualität unserer Proben. Entdecken Sie die faszinierende Welt der Chromatographie!
Themenwelt Chromatographie
Mit Hilfe der Chromatographie können wir komplexe Substanzen trennen, identifizieren und so verstehen. Ob in der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen Forschung oder der Umweltanalytik – Chromatographie eröffnet uns eine Schatzkammer an Informationen über die Zusammensetzung und Qualität unserer Proben. Entdecken Sie die faszinierende Welt der Chromatographie!
