Plattform zur Quantifizierung der Proteinaggregation
Die Proteinaggregation ist nicht nur typisch für Altersprozesse und Amyloid-Krankheiten, sondern auch eine große Hürde bei der Herstellung von Biopharmazeutika. Wäre es möglich, lösliche Aggregate vor der Reifung zur Fibrille zu erkennen, könnte rechtzeitig im Herstellungsprozess interveniert und eine potenzielle Toxizität vermieden werden. Das EU-finanzierte Projekt PROARGUS (Protein aggregation - a quantitative assessment) entwickelte daher eine Sensorplattform zur Detektion löslicher Aggregate. Es stellte Sensoren auf Basis molekular geprägter Polymeren her, die Proteinmonomere, Dimere und komplexere Aggregate detektieren können. Der Aggregationsprozess wurde mit mehreren analytischen Verfahren wie SEC (Größenausschluss-Chromatographie) und MALDI-TOF-Massenspektrometrie (Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation und Flugzeitanalyse) überwacht. Die weiteren Stufen von der Entfaltung und Oligomerisierung bis zur Bildung reifer Fibrillen wurden am Lysozymmodell untersucht. Dann entwickelten die Forscher eine Plattform zur quantitativen Bestimmung der Aggregation und integrierten einen neuartigen Aptamer- und Oberflächenplasmonresonanzsensor, der den Beginn der Aggregation detektieren kann, indem er zwischen Lysozymoligomeren und –monomeren unterscheidet. Der Sensor wurde in realen Situationen etwa mit Wein getestet, der allergieauslösende Lysozyme enthält. Nach der Optimierung gelang es, ein Lysozymdimer im 0,1%-Bereich in einer Monomerlösung nachzuweisen. Insgesamt erwies sich die Plattform von PROARGUS als sensitives Werkzeug für den Nachweis von Proteinoligomeren, der zwar vorerst für Lysozyme entwickelt und getestet worden war, aber künftig auf therapeutische Proteine/Peptide mit spezifischen Erkennungselementen erweitert werden kann.
Schlüsselbegriffe
Proteinaggregation, Herstellungsprozess, Sensor, Lysozym
