Icon Genetics berichtet über entscheidendes Forschungsergebnis und stellt dabei ihre magnICON® Expressionstechnologie vor
München. Icon Genetics gibt die Veröffentlichung einer Publikation in der amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of USA bekannt. Diese Publikation ist Auftakt einer ersten Serie von Forschungspublikationen, in denen Icon Genetics eine neu entwickelte Generation von pflanzlichen Expressionstechnologien vorstellt.
Die Technologie: Die Veröffentlichung gibt einen Überblick über eine neue, effiziente und Nutzer freundliche Technologie, die auf dem Einsatz von proviralen RNS-Vektoren basiert. Mit Hilfe dieser viralen Vektoren kann die pflanzliche Biosynthese schnell umprogrammiert werden, so dass ein gewünschtes rekombinantes Protein bevorzugt produziert wird. Die Vektoren werden als DNS-Vorläufer mit einer Agrobacterium vermittelten Transfektion in Blattzellen eingebracht und sind in der Lage, sich schnell in der ganzen Pflanze zu verbreiten. Die Verbreitung findet dabei entweder von Zelle zu Zelle oder systemisch statt. Dieser Prozess stellt im Wesentlichen die F&E-Plattform von Icon Genetics dar.
Schneller F&E-Prozess: Ausgehend von einem kleinen DNS-Strang stehen innerhalb von 3-4 Wochen Proteinmengen im Milligramm- bis Gramm-Maßstab zur Verfügung. Diese Plattformtechnologie bietet daher den derzeit schnellstmöglichen Durchsatz eines F&E-Prozesses in der Pflanzen-biotechnologie. Dieser Prozess ist oftmals sogar schneller als die genetische Veränderung von Mikroorganismen, da auf vorgefertigte Expressionsmodule zurückgegriffen werden kann. Durch einfaches Mischen von verschiedenen Bakterienstämmen werden die einzelnen Expressionsmodule zu einem viralen Amplikon mit dem zu exprimierenden Gen zusammengefügt. Diese Bausteine können verschiedene regulatorische Elemente unterhalb oder oberhalb der Transkript-Ebene sein. Dazu zählen Targeting-Signale, die das von dem Transgen abgeleitete Protein zu verschiedenen zellulären Kompartimenten wie dem Apoplast oder Chloroplast der Pflanzenzellen leiten. Ebenso können Protein-tags zur Reinigung oder Spaltsequenzen auf diese Weise sehr einfach mit dem zu exprimierenden Protein fusioniert werden. Die Optimierung von Expressionskonstrukten zur Verbesserung der Ausbeute und zum Design von post-translationalen Modifikationen kann hierdurch in Wochen und nicht mehr in Monaten oder gar Jahren durchgeführt werden.
Hohe Expressionsraten: magnICON® bietet die Möglichkeit, bis zu 5 Milligramm rekombinantes Protein pro Gramm Blattbiomasse (Frischgewicht) herzustellen. Dies entspricht einer Produktionsausbeute von über 80% der gesamten löslichen Proteinmenge für das rekombinante Protein. Die Ausbeute pro Biomasse ist, im Vergleich zu anderen bereits existierenden Pflanzensystemen, um den Faktor 10 bis 1000 höher. Relative Ausbeuten sind 10 bis 100 fach erhöht. Aufgrund seiner Expressionsgeschwindigkeit und -ausbeute ist magnICON® idealerweise für die Herstellung von gereinigtem Protein im Gramm-Maßstab innerhalb weniger Wochen für vorklinische und klinische Studien geeignet.
Scale up: In nachfolgenden Veröffentlichungen stellen wir unsere magnICON®-Technologie für den industriellen Produktionsmaßstab vor, welche auf dem gleichen Prinzip beruht, aber andere Mechanismen zur Amplikonerzeugung und -freisetzung benutzt.
Aspekte der biologischen Sicherheit: magnICON®-Vektoren basieren auf der Strategie, einen Virus zu zerlegen. Allen Vektoren fehlen daher essentielle virale Funktionen, so dass kein Wildtyp-Virus auf Grund von unkontrollierten Rekombinationsereignissen erzeugt werden kann. Die erzielten Ausbeuten erlauben die jährliche Proteinproduktion im vielfachen 100 Kilogramm-Maßstab pro Hektar undurchlässig abgeschlossenen Gewächshäusern. Auf diese Weise wird die Freisetzung in die Umwelt vermieden. Zusätzlich reduziert der Gebrauch von Tabak als Expressionswirt das biologische Sicherheitsrisiko, da diese Pflanze weder in der menschlichen noch tierischen Nahrungskette steht.
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