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Hohe Ausbeute mit ESETEC® und PASylation®: Wacker Biotech und XL-protein produzieren über vier Gramm pro Liter an Fab-Antikörperfragment mit verlängerter Plasma-Halbwertszeit

24.04.2013
Im Verlauf einer Machbarkeitsstudie haben Wacker Biotech und XL-protein den Einsatz der proprietären WACKER-Technologie ESETEC® zur Herstellung PASylierter Fab-Antikörperfragmente für die Entwicklung neuer Arzneimittel gegen Autoimmunerkrankungen untersucht. Wie die Studie zeigte, lässt sich der Wirkstoff mit der patentierten ESETEC®-Technologie nicht nur in hohen Ausbeuten (4,3 g/​l) produzieren. Sie lieferte auch korrekt gefaltetes, voll funktionsfähiges Antikörperfragment im Kulturmedium, was die anschließende Reinigung wesentlich vereinfacht. Die biochemische Produktcharakterisierung zeigte Monodispersität und hervorragende Bindungseigenschaften für das Antigen. Fab-Fragmente sind separat hergestellte Bruchstücke menschlicher Antikörper. Einer der Vorteile gegenüber vollständigen Antikörpern liegt in ihrer verbesserten Fähigkeit, in das erkrankte Gewebe einzudringen. Da Fabs zudem keine Zuckerbausteine enthalten, können sie kostengünstig in mikrobiellen Organismen wie E. coli hergestellt werden. Dennoch ist die Herstellung von Fab-Antikörperfragmenten im Vergleich zur Produktion anderer Proteinwirkstoffe eine besondere Herausforderung, da Fabs aus zwei unterschiedlichen Protein-Untereinheiten aufgebaut sind und mehrere Disulfidbrücken enthalten. Bisher sind mit klassischen Verfahren nur Ausbeuten von deutlich unter 2 Gramm pro Liter erreicht worden. ​„Wir sind begeistert – die erhaltenen Ergebnisse eröffnen absolutes Neuland für die Entwicklung von Antikörperprodukten“, so Dr. Thomas Maier, Managing Director der Wacker Biotech. ​“ESETEC® erreicht nun mit Fab-Antikörperfragmenten die Rekordausbeuten, die bisher nur für komplette Antikörper mit Säugerzellkulturen berichtet wurden. Die Entwicklungs- und Produktionszeiten sind mit ESETEC® jedoch deutlich schneller als mit Säugerzellen. Unsere Kunden sparen dadurch Kosten und können schneller in den Markt eintreten.“ ESETEC® ist eine von WACKER patentierte, bewährte Technologie zur kostengünstigen Herstellung von Proteinen und Antikörperfragmenten. Sie basiert auf einem E. coli K12-Stamm, der die besondere Fähigkeit besitzt, rekombinante Proteine während der Fermentation in korrekter Faltung ins Kulturmedium zu sekretieren. Durch die Sekretion wird die Reinigung des Proteinwirkstoffs erleichtert, da aufwändige Prozessschritte wie Homogenisierung und Rückfaltung entfallen. Das macht die gesamte Herstellung wesentlich effizienter und kostengünstiger. Eine Reihe von Biopharmazeutika, die mit Hilfe von ESETEC® hergestellt wurden, befindet sich bereits in der präklinischen und klinischen Prüfung. Zudem konnte in einer erfolgreichen ersten Studie mit der WACKER-Technologie bereits ein PASyliertes menschliches Wachstumshormon hocheffizient hergestellt werden. Prof. Dr. Arne Skerra, Geschäftsführer der XL-protein GmbH (und Leiter des Lehrstuhls für Biologische Chemie an der TU München — IBB-Netzwerkmitglied): ​“Die effiziente und kostengünstige Herstellung von Antikörperfragmenten mit verlängerter Wirkdauer durch unsere PASylation®-Technologie beseitigt einen wesentlichen Nachteil, den diese hochwirksamen und nebenwirkungsarmen Proteinwirkstoffe gegenüber konventionellen Antikörpern bislang hatten. Vor allem in Verbindung mit ESETEC® lassen sich so nun verbesserte Antikörperprodukte mit maßgeschneiderten Eigenschaften schnell und in hohen Ausbeuten gewinnen.”

Über PASylation®

Bei vielen Biopharmazeutika liegt die Molekülgröße erheblich unterhalb des Schwellenwertes der Nierenfiltration, was zur raschen Entfernung aus dem Blut führt. Entsprechend besitzen diese therapeutischen Proteine meist eine äußerst kurze Plasma-Halbwertszeit von nur wenigen Stunden im menschlichen Körper, was den therapeutischen Nutzeffekt erheblich einschränkt. Daher sind meist wiederholte Injektionen in kurzen Zeitabständen und hohen Dosierungen nötig, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Bei der PASylierung therapeutischer Proteine werden Fusionsproteine mit einem strukturell ungeordneten Polypeptid aus den körpereigenen Aminosäuren Prolin, Alanin und Serin (PAS) konstruiert. Durch die deutlich gesteigerte Molekülgröße verlängert sich die Plasma-Halbwertszeit – und damit die Wirkdauer therapeutischer Proteine – um einen Faktor von 10 bis 100. Die patentierte PASylation®-Technologie verspricht damit letztlich weniger häufige und geringere Dosierungen von Wirkstoffen sowie eine bessere Verträglichkeit für Patienten.

Über Wacker Biotech 

Die Wacker Biotech GmbH ist ein Full-Service-Auftragshersteller von biopharmazeutischen Produkten auf der Basis mikrobieller Systeme. Das Leistungsspektrum des Unternehmens reicht von Molekularbiologie, Analytik und Prozessentwicklung bis hin zu GMP-gerechter Herstellung von Produkten für klinische Prüfungszwecke sowie Pharmawirkstoffen zur kommerziellen Marktversorgung in der mehrfach auditierten Mehrzweckanlage in Jena. Wacker Biotech zeichnet sich insbesondere durch seine proprietären Technologien aus, die den Bedürfnissen des Marktes nach kostengünstiger Produktion und höchster Qualität Rechnung tragen. Die Wacker Biotech GmbH mit Sitz in Jena ist eine 100-prozentige Tochtergesellschaft des WACKER-Konzerns. (Die WACKER Chemie AG ist ebenfalls Mitglied im IBB-Netzwerk.) Weiterführende Informationen im Internet: www​.wacker​.com/​b​i​o​l​ogics

Über XL-protein GmbH 

Die XL-protein GmbH ist ein deutsches biopharmazeutisches Unternehmen in Privatbesitz mit Sitz in Freising-Weihenstephan. XL-protein setzt seine patentierte PASylation®-Technologie dazu ein, Biopharmazeutika der nächsten Generation mit verlängerter Plasma-Halbwertszeit zu entwickeln. XL-protein wurde 2009 aus der Technischen Universität München (TUM) ausgegründet. Mit der international starken Position seiner Technologie konzentriert sich XL-protein auf die vorklinische wie auch die klinische Entwicklung von Protein- und Peptid-basierten Medikamenten unter Einsatz des PASylation®-Verfahrens auf kommerziell attraktiven Indikationsgebieten. XL-protein bietet die PASylation®-Technologie in Lizenz auch anderen Nutzern an und unterhält Partnerschaften mit einer Reihe von internationalen Pharma- und Biotechnologieunternehmen. Weiterführende Informationen im Internet: www​.xl​-protein​.com Quelle: Wacker Chemie AG
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