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FP6

AIMS — Ergebnis in Kürze

Project ID: 500160
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Deutschland

Alternativen zur Proteinreinigung

Proteinreinigung, oft auch Downstream Processing genannt, ist der teuerste und zeitintensivste Vorgang bei der Herstellung von Biomolekülen. EU-finanzierte Forscher stimmten Materialwissenschaft und Verfahrensentwicklung ab, um neue günstige Materialien und Methoden zur selektiven Reinigung mit einem Schwerpunkt auf Chromatographie, Membrantrennung und -extraktion zu erreichen.
Alternativen zur Proteinreinigung
Die Reinigung ist zu vergleichen mit Sand und Kies, die durch ein Sieb laufen, mit der Ausnahme, dass die Trennung nicht von der Schwerkraft und der relativen Größe der Komponenten und Löcher abhängt. Die Trennung hängt stattdessen von chemischen und elektrischen Interaktionen zwischen der biologischen Flüssigkeit und den spezifischen Bindemitteln (Liganden), die sie passiert, ab.

Zu den vielen in der pharmazeutischen Industrie gereinigten Proteinen zählen humanes Immunoglobulin G (IgG) und monoklonale Antikörper (mAbs), die jeweils für das Immunsystem und somit für die Behandlung von Krankheiten wichtig sind. Die am häufigsten verwendete Methode zur Reinigung von IgG und mAbs ist die Verwendung von Protein-A-Harz. Jedoch machen sich pharmazeutische Unternehmen zunehmend Sorgen über die Versorgung mit Protein-A-Materialien.

Das Projekt "Advanced interactive materials by design" (AIMS) sollte daher Alternativen zu Protein-A-Technologien für die Proteinreinigung entwickeln. Die Forscher entwickelten ein ausgezeichnetes Modellierungstool, mit dem die Interaktionen zwischen Träger, Bindemittel, Ligand und Produkt bewertet werden können. Dadurch wird eine effiziente und effektive Bauweise neuer Materialien gefördert.

Die Forscher schafften eine neue SartoAims-Protein-A-Affinitäts-Membran mit erhöhter Affinität für IgG. Dies stellt eine wichtige Alternative zu Protein A für die Reinigung von IgG dar. Darüber hinaus erforschten die Wissenschaftler zwei Alternativen zur Protein-A-Technologie für die Reinigung von mAbs: eine Alternative, die viel günstigeres Ionenaustauscherharz in einer mehrsäuligen gegenströmigen Reinigung mit Lösungsmittelgradienten (MCSGP), einer Form der Chromatographie verwendeten, eine andere Alternative, die wässrige Zwei-Phasen-Extraktion verwendet.

Die Forscher entwickelten auch neue Materialien zur Verwendung in der Ionenaustauschchromatographie, eine Technik, bei der Stoffe anhand ihrer Ladung getrennt werden. In der Tat zeigte das chromatographische Harz FractoAims höhere mechanische Stabilität und es kann basierend auf der Größe der Perlen, der Poren, der Oberfläche und der Dichte der Liganden maßgeschneidert werden.

Die neuen Konzepte zum Vorgang wurden in einer Mini-Anlage getestet, um die Leistung mit Rücksicht auf Protein-A-Technologie zu evaluieren. Durch eine Kombination von zwei MCSGP-Einheiten, die mit verschiedenen Parametern arbeiten, konnten die Betriebskosten um das dreifache der gesamten Kosten für die mAbs-Reinigung gesenkt werden.

Die Ergebnisse des Projekts AIMS werden sich erheblich auf das Verfahren zur Proteinreinigung auswirken, das bisher der teuerste Teil der Entwicklung von Biomolekülen in der pharmazeutischen, chemischen und biotechnologischen Industrie war. Durch den Vertrieb dieser neuen Technologien erhofft man sich eine Verbesserung der europäischen Position im riesigen globalen Chemie- und Pharmamarkt.

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