Pharmaproteine

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Die Entwicklung eines Medikaments kostet viel Zeit und Geld. Das Fraunhofer IGB unterstützt Pharma- und Biotechnologie-Unternehmen bei der Entwicklung und biotechnischen Herstellung von Nachahmerprodukten, aber auch bei der Entwicklung neuer therapeutischer Proteine.

Schwerpunkte sind die rekombinante Herstellung und das Proteindesign von Interferonen, für die bereits spektakuläre Erfolge erzielt wurden. Ein generisches Interferon-beta wurde Ende 2006 als erstes Biogenerikum aus einem Fraunhofer-Labor für den Markt zugelassen. Eine am IGB entwickelte, löslichere Variante des Interferon-beta wird von der Vakzine Projekt Management (VPM) GmbH in Braunschweig klinisch weiterentwickelt.

Auch andere Entwicklungslinien haben neue therapeutische Anwendungen zum Ziel. Die am IGB etablierten Technologien zur funktionellen Genom- und Proteomanalyse haben zu einer großen Fülle potenzieller Target-Moleküle für die gezielte Therapie von Infektionen z. B. durch den humanpathogenen Hefepilz Candida albicans geführt und damit Möglichkeiten für neue Medikamente eröffnet. Präklinische Tests von aussichtsreichen Wirkstoffkandidaten können vorab durch am IGB etablierte organoide Testsysteme aus dreidimensionalen humanen Zellstrukturen aussagekräftig unterstützt werden. Tierversuche werden so vermieden.

Forschungsthemen

  • Extraktions- und Reinigungsverfahren für Interferon-β-1b
  • mehr Info
  • Generisches Interferon-beta (CinnoVex)
  • mehr Info
  • Interferon-beta mit besserer Bioverfügbarkeit (Soluferon®)
  • mehr Info
  • Optimierte Interferon-gamma-Varianten
  • mehr Info
  • Rekombinante Herstellung von Faktor VIIa als Biosimilar
  • mehr Info
  • Verbessertes Aufarbeitungsverfahren für Gerinnungsfaktor FVII
  • mehr Info
  • Herstellung rekombinanter Proteine mit Funktions-Tag
  • mehr Info

Wissenswertes

  • Interferone als Therapeutika: Proteindesign mit Interferonen
  • mehr Info

Projekte

  • Interferon-ß CHO-production technology: Fermentation of Interferon-bin 6 and 10 Liter Laboratory Scale for: CinnaGen Inc., Teheran 13938,
    Siehe hierzu auch das Forschungsthema: Rekombinante Herstellung von Faktor VIIa als Biosimilar
  • Development of a Production Process for Recombinant Factor VII for: CinnaGen Inc., Teheran 13938
  • Development of a Production Process for Recombinant Interferon-beta-1b for: CinnaGen Inc., Teheran 13938

Leistungen

1. Klonierungsstrategien

  • Design von Expresions-Plasmiden, Artspezifische Codon-Optimierung

2. Proteinexpression in E. coli

  • Batch- und fed-batch-Fermentationen, Hochzelldichtefermentationen
  • Isolierung von Einschlusskörpern und Rückfaltung von Proteinen
  • Ertragsstarke lösliche Proteinreinigung

3. Aufreinigung von markierten Proteinen

  • Einstufige Aufreinigungsmethode mit Tags
  • Tag-Entfernung mit speziellen Enzymen

4. Weitere Aufreinigung von Proteinen

  • Chromatographie: Ionenaustausch, Größenauschlusschromatographie, hydrophobe Austauschchromatographie, IMAC.
  • Farbstoffaffinitätschromatographie durch Immobilisierung von Proteinen und Peptiden
  • Rückfaltung von Protein

5. Proteinexpression in Säugetier-Zelllinien

  • Stabile Zelllinien-Produktion

6. Proteincharakterisierung

  • Gelelektrophorese (SDS-PAGE, Native, IEF, 2-D) und Färbung mittels Coomassie Blau oder Silber
  • Bestimmung von Proteinkonzentration
  • Westernblotting
  • Messen des Absorptionsspektrums
  • N-terminale Sequenzierung
  • Peptide Mapping
  • Massenspektrometrie
  • Enzymaktivitätsmessungen

Ausstattung

Für die Aufarbeitung nach der Fermentation (Down-stream processing) von (Pharma)-Proteinen stehen als Ausstattung zur Verfügung:

Isolierung der Biomasse

  • Zentrifugen diskontinuierlich und Durchlaufzentrifugen
  • Mikrofiltration

Zellaufschluss

  • Hochdruckhomogenisator
  • Kugelmühlen
  • French press
  • Ultraschallaufschluss

Klärung der Extrakte (Überstande) und Konditionierung

  • Ultrazentifuge
  • Mikrofiltration
  • Proteinfällung
  • Wässrige Zweiphasensysteme

Proteinreinigung

  • Mehrere Systeme zur flüssigkeitschromatographischen Reinigung von Proteinen (ÄKTApurifier, ÄKTAexplorer, Smart-system)

Charakterisierung

  • SDS-PAGE, IEF, 2-D-electrophoresis, western blotting
  • HPLC
  • Edman-sequencing
  • Maldi-Tof-MS/MS
  • LC-MS/MS

Publikationen

Broschüre: in Vorbereitung