Spin-off bietet Aufreinigungstool zur Beseitigung von Engpässen bei der Herstellung virusbasierter Gentherapien
Höhere Geschwindigkeiten und Ausbeute dank innovativer chromatographischer Trenntechnik
ContiVir, ein Spin-off-Projekt am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg, hat in der Fachzeitschrift Human Gene Therapy Ergebnisse veröffentlicht, in denen die Aufreinigung des Adeno-assoziierten Virus (AAV) mithilfe der membranbasierten sterischen Ausschlusschromatographie (SXC) detailliert beschrieben wird. Diese Technologie wurde von Dr.-Ing. Pavel Marichal-Gallardo, Forschungsgruppe Bioprozesstechnik, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Udo Reichl entwickelt.
Adeno-assoziierte Virus (AAV)-Partikel, die mit der sterischen Ausschlusstechnologie von ContiVir aufgereinigt wurden. Das kolorierte Bild zeigt die ikosaedrischen Proteinkapside von AAV in violett; ungefähre Größe: 25 nm.
Transmission electron microscopy, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems Magdeburg
Viren können als Vektoren (Vehikel) für die Genabgabe verwendet werden, um mehrere angeborene oder erworbene Krankheiten beim Menschen zu behandeln. Für eine effiziente Therapie werden sie jedoch in sehr großen Mengen benötigt. Der Mangel an Produktionskapazitäten für die große Menge an Viruspartikeln, die für eine einzelne Behandlung erforderlich sind, ist ein bekannter Engpass, der von mehreren Branchenexperten und biopharmazeutischen Unternehmen öffentlich geäußert wird.
Obwohl die Zulassung der ersten Zell- und Gentherapien erst in den letzten Jahren erfolgt ist, stützt sich die industrielle Herstellung dieser Produkte immer noch auf Technologien, die älter als 30 Jahre sind und häufig niedrige Produktausbeuten und sogar das Risiko von Chargenfehlern aufweisen. Es ist davon auszugehen, dass die Zahl von Gentherapien, die in den nächsten Jahren zugelassen werden, wächst. Darüber hinaus wird die Weltbevölkerung immer größer und schwerwiegende Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit wie COVID-19 werden die biopharmazeutische Lieferkette stark stören. Angesichts dieser Entwicklungen sind sich Experten einig, dass die schrittweise Erhöhung der Produktionskapazitäten mit aktuell verfügbaren Technologien nicht ausreicht, um die enorme Nachfrage nach Virenherstellung zu befriedigen. Neue, hocheffiziente Technologien, die diese Probleme angehen, werden dringend benötigt.
Höhere Geschwindigkeiten und Ausbeute, Plug-and-Play- und Einwegbetrieb dank innovativer chromatographischer Trenntechnik
Dr. Julian Lopez, verantwortlich für die Geschäftsentwicklung des ContiVir-Projekts, beschreibt die Neuerungen: „Unsere SXC-Technologie weist viele der Eigenschaften auf, die die Gentherapieindustrie wünscht, wenn sie neue Wege sucht, um aktuelle und zukünftige Herausforderungen bei der Herstellung von Viruspartikeln wirklich anzugehen, zum Beispiel höhere Geschwindigkeiten, höhere Ausbeute sowie Plug-and-Play- und Einwegbetrieb. SXC ist eine innovative chromatographische Trenntechnik (Steric Exclusion Chromatography, SXC).“
Dr. Pavel Marichal-Gallardo ist im ContiVir-Team für die Virusaufreinigung zuständig und ist Hauptautor der wissenschaftlichen Studie, die in Zusammenarbeit mit dem Prof. Dirk Grimm, Pionier in der Forschung an Adeno-assoziierten Viren, vom Universitätsklinikum Heidelberg veröffentlicht wurde. Er erklärt: „Unsere Ergebnisse unterstreichen die Vielseitigkeit von SXC als Plattformtechnologie für mehrere AAV-Varianten, unabhängig von ihren Oberflächeneigenschaften, die möglicherweise die Prozessentwicklung, das Scale-up und den Betrieb verkürzen und vereinfachen. In einigen Fällen konnten wir mit dem kleinsten SXC-Gerät eine Menge an AAV-Partikeln, die 20 gentherapeutischen Behandlungen der Netzhaut entspricht, in weniger als einer Stunde aus einer Zellfraktion gewinnen. In vielen Laboren wird diese häufig verworfen, weil sie nicht in der Lage sind, größere Mengen zu verarbeiten. Mit SXC muss dieses Material nicht verschwendet werden. Wir haben auch einen zehnmal schnelleren Prozess im Vergleich zu anderen derzeit verwendeten Aufreinigungsmethoden beobachtet.“
Prof. Grimm und Dr. Kathleen Börner, gleichberechtigte Erstautorin dieser Studie und leitende Wissenschaftlerin bei Prof. Dr. med. Hans-Georg Kräusslich am Universitätsklinikum Heidelberg, fügen hinzu: “Wir freuen uns besonders, dass diese neue Technologie sowohl mit häufig verwendeten AAV-Wildtypen als auch mit synthetischen Designer-AAV-Kapsidvarianten kompatibel ist. Diese werden von uns und unseren Kollegen ständig weiterentwickelt. SXC ist für die Verfügbarkeit universeller und skalierbarer Aufreinigungswerkzeuge und deren erfolgreiche Anwendung in der Gentherapie beim Menschen von entscheidender Bedeutung.”
Gegenwärtig wird die membranbasierte SXC-Technologie von mehreren Partnern aus der Industrie getestet, die von ContiVir optimierte Prototypen im Labormaßstab erhalten haben. Sie ähneln denen, die in der kürzlich veröffentlichten Arbeit in Human Gene Therapy zur Aufreinigung von AAV-Partikeln verwendet wurden.
Julian Lopez erklärt weiter: „In den letzten Monaten konnten wir ein verstärktes Interesse an unserer SXC-Technologie feststellen. Wir haben jetzt zwei SXC-Prototypen in unserem Forschungsportfolio, damit unsere Partner uns Feedback geben können, um das Produkt so zu verbessern, dass es ihren Anforderungen und Erwartungen entspricht. Wir beabsichtigen, in den nächsten Monaten mehrere SXC-Modelle zu haben, die für die Herstellung von klinischem Material geeignet sind – ein Schlüsselmerkmal, das von immer mehr Partnern gefordert wurde.“
Die Forschung von ContiVir wird von der Europäischen Union und der Bundesregierung im Rahmen des EXIST Forschungstransfer-Programms finanziert. Die Laboreinrichtungen von ContiVir befinden sich am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.
Weitere News aus dem Ressort Forschung & Entwicklung
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!
