|transkript Spezial 3/2013 - Vorschau: Bioprozesstechnik

Bioprozesstechnik

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Itranskript I Nr. 3 I 19. Jahrgang 2013

Prozesstechnik

MarktL L L

Bioprozesstechnik im WandelBiologika bleiben das am schnellsten wachsende Segment des globalen arzneimittelmarktes.

Fortschritte bei Produktausbeuten, zellbasierten therapeutika und Engpässe in der Produkt-

aufreinigung stellen die Bioprozesstechnik indes vor neue Herausforderungen.

Das Klima könnte nicht besser sein. Nur weni-ge Punkte waren Mitte Februar die Biotech-Börsenwerte vom historischen Allzeithoch um die Jahrtausendwende entfernt. Ganz oh-ne Hype wächst die Entwicklungs pipeline an Biotech-Arzneien weiter (vgl. Seite 11). Mit 556 biotechnologisch hergestellten Wirk-stoffen befanden sich laut Boston Consul-ting Group 2012 rund 8% mehr Biologika in klinischer Entwicklung als ein Jahr zuvor. Die meisten werden von Biotech-Unternehmen entwickelt, mit deren Innovationen Pharma-Unternehmen immer mehr die Lücken in ihrer Arzneimittel-Pipeline auffüllen. Beste Zeiten also für Lohnhersteller (Contract Manufac-turing Organisations, CMOs), die den Bio-tech-Firmen Investitionen in teure Produkti-onsanlagen sparen, und die Ausrüster für die Bioprozesstechnik.

Lohnherstellung wächst

Tatsächlich soll sich allein der europäische Markt für die Lohnherstellung der Biologika bis 2018 fast verdreifachen, prognostiziert eine Mitte 2012 veröffentlichte Marktstudie von Frost & Sullivan. Die aktuellen Umsätze der Lohnher-steller (CMOs) beziffern die Marktforscher auf insgesamt rund 1 Mrd. US-$. Bis 2018 sollen sie auf 2,7 Mrd. US-$ wachsen. Zugleich sagt Studienautor Aiswariya Chidambaram ein ver-stärktes Auslagern der Bioproduktion auch von Big Pharma an CMOs vorher: „Der Anteil der Pharmaaufträge an den Umsätzen der Lohn-hersteller wird von derzeit 10% bis 25% bis zum Jahr 2013 auf 40%, bis 2018 sogar auf 50% wachsen.“ Die Gründe dafür sind vor allem wirtschaftlicher Art. Die Pharmafirmen stehen wegen auslaufender Blockbusterpatente, Kon-kurrenz durch Biosimilars und zunehmende re-gulatorische Anforderungen unter immensem Kosten- und Innovationsdruck. Die kostengüns-tige Bereitstellung der geforderten Qualität wird immer wichtiger, Investitionsrisiken in teu-re 15.000 Liter-Produktionsanlagen immer we-niger tragbar, außer bei Top-Biologika. Die Lü-cke füllen die Dienstleister. „Viele CMOs bieten Biomanufacturing-Plattformen mit vorherseh-

barer Leistung“, weiß David Valentine von Lon-za. Hochleistungs-Expressionssysteme, wie Bi-Hex® von Boehringer Ingelheim oder Age1® von Probiogen sind oft der schnellste und kos-teneffizienteste Weg zum Produkt.

Die Stimmung unter den Lohnherstellern ist entsprechend gut. Einer Umfrage von BioPlan Associates wächst der CMO-Markt jährlich um 14%. Weil die Auftraggeber den Kostendruck an die CMOs weitergeben, nimmt allerdings auch die Konkurrenz unter ihnen zu. Das Wachs-tum wird hauptsächlich von Anbietern aus nicht-etablierten Märkten getragen, die laut Bioplan bereits 37% des Marktes ausmachen.

Der Druck, die Investitionskosten für die Bioproduktion zu senken, schneller und flexi-bler zu produzieren und den Aufwand für die Instandhaltung zu begrenzen, hilft aber auch einem ganz anderen Marktsegment: den An-bietern von Bioprozesstechnik.

Boom bei Single use-Ausrüstung

Noch machen die kostenintensiven Edelstahl-fermenter und die klassische Ausrüstung für die Zell- und Proteinaufreinigung rund 90% des Marktes aus. Doch dieser verändert sich, denn Wegwerf- oder Einmalfermenter, -bags und

-Ausrüstung boomen. Laut BioPplan werden mit ihnen bereits 650 Mio. US-$ umgesetzt, da-von 500 Mio. US-$ in Forschung und Entwick-lung. Doch drängen die Systeme zunehmend

in die GMP-Produktion. Den Grund kennt Uwe Gottschalk von der Göttinger Sartorius AG:

„Edelstahl systeme erfordern hohe Investitionen und ihr Betrieb ist von Fixkosten dominiert.“ Die Investition lohne nur, wenn der Markt jah-relang mit großen Mengen an Proteinarznei-en versorgt werden müsse. „Für die künftige Generation von Biopharmazeutika sehen Ex-perten aber Fermentationsvolumina von maxi-mal 2.000 Litern als Standard“, so Gottschalk. Gründe seien etwa kleinere Patientenpopula-tionen sowie die immens gestiegenen Ausbeu-ten bei der Bioproduktion. Genau diese Größe erreichen Einmalfermenter. „Die Mehrheit der Biotherapeutika-Hersteller, vor allem Lohnher-steller, wendet single-use-Systeme in klein- und mittelvolumigen Verfahren für Biopharmazeuti-ka und Biosimilars wo immer möglich an“, be-stätigen Dieter und Regine Eibl von der ZHAW in Zürich im aktuellen Statuspapier des tempo-rären DECHEMA-Arbeitskreises (TAK) „Single-use-Technologie in der biopharmazeutischen Produktion“. Entsprechend soll sich der Markt für single use-Ausrüstung laut Bioplan bis 2016 auf 2,8 Mrd. US-$ vervierfachen. Anders sehen das die im TAK zusammengeschlossenen Fir-men und Forscher. Sie rechnen mit einem lang-sameren Wachstum als bisher. Den Vorteilen bei der Produktion stehen laut TAK noch un-gelöste Probleme bei der Proteinaufreinigung, der Entsorgung und Standardisierung des Ein-malplastiks gegenüber. L

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Intro Wirtschaft Wissenschaft Politik Strukturen Spezial Verbände Service Extro

Prozesstechnik

ZellabtrennungL L L

Hocheffektive Mikrofiltrationralph Daumke, Filtrox ag, St. gallen, Schweiz

Die Aufarbeitung von Fermentationslösungen und Zellhomogenisaten ist einer der wichtigsten Schritte im Downstream Processing bei biotechnologischen Prozessen. Die immer besser optimierten Fermentationsprozesse führen zu dramatisch höheren Zelldichten und damit einhergehend neuen Herausforderungen bei der Abtrennung von Zellen. Die vorhandenen Standardtechnologien – Zentrifugation, Tiefenfiltration und Membranfiltration – sind nicht mehr in der Lage, die hohe Zelldichte in einer ökonomischen Weise zu bearbeiten. Der Scaleup der kostenintensiven Membranen ist sehr schwierig. Die benötige Filterfläche für die Standardtiefenfiltration nimmt mit zunehmender Partikelbelastung zu und wird dadurch ebenfalls unwirtschaftlich. Zentrifugieren übt mechanischen Stress auf die Zellen aus, wodurch die Trübung der Lösung durch Kleinstpartikel oder Zellbruchstücke zunimmt. Diese müssen dann in weitergehenden DownstreamProzessen entfernt werden. Eine Lösung für diese Herausforderung bietet die Tiefenfiltration mit einer höheren Kapazität pro Fläche.

Die Anschwemmfiltration ist eine sehr gut etablierte Methode in der pharmazeutischen Industrie, zum Beispiel bei der Blutfraktionierung. Bisher wurde sie aber selten zur Zellabtrennung eingesetzt und war nicht als skalierbare singleuseLösung mit allen not

wendigen Validierungsunterlagen vorhanden. FILTRODISC BIO SD ist der erste Tiefenfilter, der die Vorteile der Anschwemmfiltration in einer skalierbaren singleuseLösung bietet.

Anwendungen

FILTRODISC BIO SD ist ein Filtrationssystem, das Partikel (Zellen, Bakterien, Hefe und Zellbruchstücke) und andere Trübung verursachende Stoffe wie Aktivkohle aus Fermentations oder Homogenisationslösungen entfernt. Das System ist komplett als Einwegsystem ausgelegt und kann nach der Filtration verworfen werden. Dies reduziert die Möglichkeit der Kreuzkontamination, reduziert die Reinigungskosten, eliminiert die Reinigungsvalidierung und reduziert die Zeit des Modulwechsels nach der Filtration. Dies alles zusammen macht das System zu einer idealen Wahl für Produktionen mit häufig wechselnden Produkten wie zum Beispiel bei Lohnherstellern (CMOs). Das benötigte Anschwemmmittel Kieselgur kann als Pharmagrade (z. B. Celpure vom Advanced Minerals) von FILTROX in singleuseTransferbeuteln bezogen werden. Die Fermentations beziehungsweise Homogenisationslösung wird im Fermenter oder Mixbehälter mit Kieselgur vermischt und dann über die Filtrationseinheit gepumpt. Das Kieselgur

und die Zellen bilden einen Filterkuchen, der die Filtrationskapazität erhöht und ein frühzeitiges Verblocken der Filter verhindert.

Wenn die Filtration beendet ist, kann die im Beutel zurückbleibende Flüssigkeit über eine kleine 5“ FILTRODISC BIO SDKapsule gepumpt werden und so der Produktverlust miniert werden. Wenn beide Filtrationen beendet sind, werden das Filtermodul sowie die Kapsule verworfen.

Für Anwendungen, wie die Aktivkohleentfernung, Filtration von hochtoxischen oder färbenden Lösungen, kann FILTRODISC BIO SD ebenfalls hervorragend eingesetzt werden.

Leistung

Die Trübung von Fermentationslösungen wird durch Zellen, Nährstoffzusätze und Abbauprodukte hervorgerufen sowie bei den Homogenisaten durch die Zellbruchstücke. Machbarkeitsstudien wurden mit E. Coli (Zelldichte 6,6x106), PichiaHefe (Zelldichte 4x107) und Zellhomogenisaten durchgeführt. In allen Fällen verringerte sich die Trübung durch die Filtration unter die Werte, die mit einer Standardzentrifuge erreicht werden konnten.

Hochgerechnete Ergebnisse einer 2“Kapsule konnten direkt in die Filtration eines 2.000 LFermenters umgesetzt werden. Hier wurde zur Abtrennung ein FILTRODISC BIO SD 16“Doppelmodul eingesetzt. Weitere Zwischenschritte waren nicht notwendig. Die Module werden durch ein Supportgehäuse gestützt. Dieses unterstützt die Verteilung der Flüssigkeit im Beutel und misst den Druck darin über ein Membranmanometer am Gehäusedeckel. Die Anschlüsse, die Anzahl der Filterlinsen und die Tiefenfilterschichtsorte können im FILTRODISC BIO SD System frei gewählt werden. D

Kontakt

Ralph DaumkeFILTROX AG9001 St. Gallen/[email protected] www.filtrox.com/products-services/filter-me-dia/depth-filter-modules/disposables-for-cell-separation/

FILTRODISC BIO SD: ein leicht skalierbares, hocheffektives single-use-Mikrofiltrations-system zur hocheffizienten Abtrennung von Zellen und Zellbruchstücken

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www.eppendorf.comEppendorf® und das Eppendorf Logo sind eingetragene Marken der Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland.DASbox® ist eine eingetragene Marke der DASGIP Information and Process Technology GmbH, Jülich, Deutschland.Alle Rechte vorbehalten, einschließlich der Graphiken und Abbildungen. Copyright © 2013 by Eppendorf AG

> Parallele Steuerung von 4 bis 32 und mehr Bioreaktoren> Hervorragend geeignet für Zellkultur und mikrobiologische Anwendungen> Flüssigkeitsfreie Abgaskondensation> Komplett massendurchfl ussgeregeltes Gasmischen> Einweg-Mini-Bioreaktoren erhältlich

Mit Arbeitsvolumina von 60 – 250mL ist die DASbox das optimale Werkzeug für QbD-konforme Bioprozessentwicklungund statistische Versuchsplanung (DoE).Alle kritischen Prozessparameter könnenpräzise gesteuert werden.

Beschleunigte Prozessentwicklung mit dem DASbox® Mini-Bioreaktorsystem

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Prozesstechnik

EppEndorfL L L

Bioprozess-Spezialisten unter neuer FlaggeClaudia M. Hüther-franken, Eppendorf AG, Bioprocess Center, Jülich

Den Kundennutzen im Visier, erweitert Ep-pendorf seit 2007 sein Produktportfolio in den Bereich Bioprozess-Technologie. Mit der Eingliederung von New Brunswick™ und DASGIP® verbindet das Unternehmen die eigene Expertise mit dem Know-how dieser renommierten Bioreaktorhersteller

– und setzt neue Maßstäbe. Eine optimal aufeinander abgestimm-

te Laborausstattung mit skalierbaren Bio-reaktoren, hochwertigen Produkten für Li-quid-, Sample- und Cell-Handling sowie anwendungsoptimierten Softwarelösun-gen zur Steuerung, Kontrolle und Aus-wertung von Versuchen und Herstellungs-prozessen ist eine gute Voraussetzung für erfolgreiche biotechnologische For-schung, Entwicklung und industrielle Pro-duktion. Mit seinem erweiterten Portfolio unterstützt Eppendorf eben diese Anfor-derung. Für Anwender aus Industrie und Forschung bedeutet dies anspruchsvolle Soft- und Hardware-Bioprozesslösungen aus einer Hand – vom Mini-Bioreaktorsys-tem für die frühe Prozessentwicklung bis hin zu Sterilize-in-Place-Anlagen im Pro-duktionsmaßstab. Mit etablierter Bioreak-tor-Technologie in Glas, Einwegmaterialien und Edelstahl, intuitiver, komfortabler und präziser Bioprozesssteuerung sowie um-fassenden Softwarelösungen zur effekti-ven Prozessentwicklung im Labormaßstab, gemäß Quality by Design (QbD)-Stan-dards wird eine reibungslose und verläss-liche Bioprozessführung ermöglicht – von F&E bis zu Produktion.

DoE im Mini-Bioreaktor

Mit dem Mini-Bioreaktorsystem DAS-box® bietet Eppendorf eine flexible Lö-sung für die frühe Bioprozessentwicklung

– in 4, 8, 12 und mehr Mini-Bioreaktoren parallel. Wahlweise bestückbar mit voll-instrumentierten Glas- oder Einweg-Bio-reaktoren eignet sich dieses System her-vorragend für Screening-Untersuchungen in Arbeitsvolumina von 60 bis 250 ml. Die

hochpräzise Steuerung aller kritischen Pro-zessparameter, die Möglichkeit zu paralle-ler Prozessführung sowie die Nutzbarkeit der umfassenden DASware®-Software Sui-te unterstützen die statistische Versuchs-planung (Design of Experiment, DoE) und Prozessautomatisierung über die In-tegration externer Analysegeräte. Damit können Anwender Prozesse gemäß den Quality by Design (QbD)-Prinzipien ent-wickeln.

Echte Parallelität für beschleunigte Bioprozessentwicklung

Verlässlich reproduzierbare Ergebnis-se sind ein Qualitätskriterium, dem eine moderne Bioprozesstechnologie gerecht werden muss. Die parallel operierbaren DASGIP-Bioreaktorsysteme von Eppen-dorf verbinden die Vorteile echt paralleler Prozessführung mit der bewährten Funkti-onalität industrieller Bioreaktoren für den Labormaßstab. Modular gestaltet, pas-sen sich diese Systeme flexibel an unter-

schiedlichste Bedürfnisse in Zellkultur und Mikrobiologie an. Die einzelnen Kontroll-module für Temperatur und Agitation, pH-Wert, Gelöst-Sauerstoff und Füllhöhe, Op-tische Dichte, Begasung, Gasmischen und Abluftanalyse, Redox-Monitoring sowie Flüssigkeitstransfer lassen sich individuell in das Bioreaktorsystem integrieren und entsprechen technologisch höchsten An- sprüchen. Ein Nach- und Umrüsten beste-hender Systeme ist dabei jederzeit mög-lich. Mit Arbeitsvolumina von 35 ml in der Zellkultur beziehungsweise 60 ml bei mi-krobiellen Anwendungen bis hin zu 3,8 l wurden diese Systeme speziell für den Ein-satz in F&E und Prozessentwicklung kons-truiert.

Die benutzerfreundliche DASGIP-Con-trol Software unterstützt das Überwa-chen und Visualisieren aller kritischen Pro-zessparameter in bis zu 16 Bioreaktoren gleichzeitig und ermöglicht die parallele Kalibrierung der Bioreaktoren, bietet um-fangreiche Optionen des Rezepturma-nagements und erlaubt die Steuerung der Bioprozesse entsprechend anwenderdefi-

Eppendorfs Bioprozess-Technologie – kombinierte Expertise für innovative und kun-denorientierte Lösungen

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Prozesstechnik

nierter Sollwerte und Profile – individuell für jedes betriebene Gefäß.

Technologie für den Labormaßstab

Für Zellkultur und mikrobiologische Anwen-dungen im Labormaßstab bis 10,5 l bietet Eppendorf die New Brunswick-Produktlinien CelliGen® und BioFlo® 115- beziehungswei-se -310 an. In diesen Glas-Bioreaktor-Syste-men lassen sich mit der fortschrittlichen RPC (Reactor Process Controller)-Software bis zu 32 Prozessparameter überwachen und an-wenderfreundlich auf Touch Screen-Displays bearbeiten. Zusätzlichen Komfort für die Vi-sualisierung und Prozesskontrolle über den PC sowie das Zugriffsrechtemanagement bieten die New Brunswick BioCommand®-Softwarepakete. Präzise Temperaturkont-rolle, Begasung und Gasmischen wird eben-so unterstützt wie Medienaustausch, pH-, Gelöst-Sauerstoff- und Füllhöhenkontrolle. Als Einsteigermodell verfügt die CelliGen/BioFlo 115-Kontrolleinheit über vorpro-grammierte Fermentations- beziehungswei-se Zellkultur-Bedienmodi. Die Produktlinien 310 ermöglichen darüber hinaus das Redox-Monitoring und sind für den Einsatz unter cGMP-Bedingungen validierbar.

Mit einem Angebot an speziell entwickel-ten Impellern und Festbett-Lösungen, die die etablierte Fibra-Cel®-Technologie zur Kultivierung adhärenter Zellen nutzen, las-sen sich CelliGen und BioFlo 115- und -310

-Kontrolleinheiten für die Kultur nahezu je-der Zelllinie einsetzen.

Software, die verbindet

Für die parallelen Bioreaktorsysteme von DASGIP entwickelt, umfasst die DASware- Software Suite eine Reihe von individuellen Produkten, die die Bioprozessentwicklung nachhaltig beschleunigen. Die Vernetzung von Bioreaktoren und externen Analysege-räten, umfassendes Daten- und Informati-onsmanagement sowie die Integration in industrielle Prozessleit- und Datenarchivie-rungssysteme werden ebenso ermöglicht wie Design of Experiment und die Fernsteu-erung von Prozessen über PC, Notebook, iPhone®, iPad® und iPod touch®. Mit der DASware® migrate-Lösung lässt sich diese Software auch auf den New Brunswick-Ben-chtop-Kontrolleinheiten und Steuergeräten von Fremdanbietern einsetzen. Die Vernet-zung aller Schritte von Rezepturmanage-ment, Prozess- und Produktanalyse, Daten-

erzeugung, -auswertung und -speicherung ermöglicht das Beschleunigen der Prozes-sentwicklung im Labormaßstab.

Einweg-Bioreaktoren von klein bis groß

Die jahrzehntelange Erfahrung im Bereich anspruchsvoller Polymerprodukte im Hau-se Eppendorf, gekoppelt mit der Experti-se im Bioreaktor-Design bei DASGIP und New Brunswick, legt die Basis für innova-tive Entwicklungen von Einweg-Lösungen für die Bioprozesstechnologie. Orientiert an der Geometrie industrieller Bioreakto-ren bietet Eppendorf mit seiner „BLU“-Fa-milie ein Portfolio an vollinstrumentierten Festwand-Einweg-Bioreaktoren mit Arbeits-volumina von 100 ml bis zu 40 l. Anwender aus der Säugerzellkultur können damit die Vorzüge der Einwegtechnologie mit der zu-verlässigen Leistung, der fortgeschrittenen Prozesssteuerung und der Skalierbarkeit ge-rührter Systeme verbinden. Sie profitieren von leichter Handhabung, verkürzten Rüst-zeiten sowie dem Wegfall von Reinigungs-, Sterilisierungs- und etwaiger Validierungs-Schritte. Entwicklungszeiten werden damit verkürzt und Kosten gespart.

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Prozesstechnik

Der BioBLU® 0.3c ist mit einem Arbeits-volumen von 100 bis 250 ml der kleinste Vertreter der Einweg-Bioreaktoren von Eppendorf und wurde als Mini-Bioreaktor speziell für die parallele Prozessführung in der DASbox entwickelt. Neben der Kon-trolle und Regelung aller kritischen Pro-zessparameter über Sonden nach Indus-triestandard erlauben die BioBLU 0.3c Einweg-Bioreaktoren die kontrollierte Zu-gabe von Flüssigkeiten, Probennahme so-wie massendurchflussgeregelte submer-se- und/oder Kopfraum-Begasung. Der BioBLU 0.3c verfügt über einen magnetge-koppelten Rührerantrieb sowie eine neuar-tige, flüssigkeitsfreie Peltier-Technologie zur effektiven Temperierung und dem ma-ximalen Kondensieren der Abluft. Selbst-verständlich lassen sich auch mit diesem Einweg-Bioreaktor ebenso wie mit den klassischen Glas-Bioreaktoren alle Eigen-schaften der DASbox und der DASware Suite nutzen.

Eppendorfs New Brunswick CelliGen BLU 5L-, 14L- und 50L-Bioreaktoren fin-den sowohl in der Forschung als auch der Produktion Einsatz, wobei alle Bioreaktor-komponenten GMP-Anforderungen erfül-len. Temperatur-, pH- und Gelöst-Sauer-stoffkontrolle, drei integrierte Pumpen und sieben analoge Ein- und Ausgänge runden das System ab. Geregelte submer-se und Kopfraum-Begasung sowie Gas-Mischung werden unterstützt. Mit der

Fibra-Cel- Technologie kann der 5L-Biore-aktor auch zur Kultivierung adhärenter Zel-len genutzt werden. Über Adaptersyste-me können CelliGen BLU-Bioreaktoren an Kontrollsystemen unterschiedlicher Her-steller betrieben werden.

Edelstahlreaktoren vom Pilot-Maßstab bis zur Produktion

Ganz auf die Anforderungen im Pilot- und Produktionsmaßstab abgestimmt, ver-binden die BioFlo und CelliGen 510 und Pro sowie BioFlo 610 Edelstahl-Bioreak-toren Industrie-Standards mit größter Fle-xibilität. Als Sterilize-in-Place-Lösungen werden sie höchsten Qualitäts- und Sterili-tätsansprüchen gerecht und bedienen mit Arbeitsvolumina von 5,2 L bis 520 L in der Zellkultur und 2.400 L in der Fermentation eine beeindruckende Bandbreite an Ein-satzbereichen. Während der BioFlo 610 mit der bewährten RPC Kontroll-Software ge-liefert wird, besteht bei den 510er-Model-len die Wahl zwischen der New Brunswick RPC- und Allen Bradley® PLC-Software. Die Pro Fermenter und Bioreaktoren wer-den standardisiert mit Allen Bradley PLC ausgestattet. Selbstverständlich lassen sich die Vorzüge der BioCommand-Soft-ware auch mit allen Edelstahl-Bioreaktoren von Eppendorf nutzen. Für alle Edelstahl-Bioreaktoren der New Brunswick-Produkt-

linie sind optional Validierungspakete er-hältlich.

Bioprozesslösungen für nahezu jeden Bedarf

Durch die Integration der Bioprozess-Spe-zialisten New Brunswick und DASGIP hat sich der Global Player Eppendorf auch in der Bioprozesstechnologie in Stellung ge-bracht und ist in der Lage, alle entspre-chenden Bedürfnisse in Life Sciences-Labo-ren mit qualitativ hochwertigen Produkten abzudecken: mit Laborbedarf im Liquid-, Cell- oder Sample-Handling sowie – spe-ziell für Bioprozess-Anwendungen – mit Glas-, Einweg- und Edelstahl-Bioreaktor-Systemen und mit der herausragenden Bioprozessdaten- und Informationsma-nagement-Software der DASGIP-Exper-ten, die mit allen Eppendorf-Bioreaktor-systemen für den Labormaßstab genutzt werden kann. So zeigt sich: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile. D

Kontakt

Claudia M. Hüther-FrankenEppendorf AGBioprocess Center, Jü[email protected]

Von F&E bis Produktion – das umfassende Bioprozess-Portfolio von Eppendorf


Vertretung für Deutschland, Österreich und die Schweiz:

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Prozesstechnik

SINGLE-USE-AUSRÜSTUNG

Biopharma braucht InnovationZunehmender Kostendruck lässt den Pharmasektor nach neuen Wegen in der Produktion suchen.

|transkript sprach mit Uwe Gottschalk über die aktuellen Trends in der Bioprozesstechnik.

Dr. Uwe Gottschalk

Dr. Uwe Gottschalk ist VP Purification Technologies bei Sartorius Stedim Bio-tech. Der Chemiker und Experte für Downstream-Prozesstechnologie arbei-tete von 1991 bis 2004 in verschiede-nen Positionen bei Bayer Healthcare – mit Verantwortung für die Reinigung monoklonaler Antikörper und rekom-binanter Proteine in diversen Expressi-onssystemen.

transkript Sartorius hat Ende Januar gute Zahlen präsentiert, besonders im Bereich Bio-process Solutions. Was sind die Treiber?

GottschalkHauptwachstumstreiber waren auch 2012 unsere Einwegprodukte, die bei der Produk-tion von Biopharmazeutika verstärkt als Alternative zu Edelstahlequipment einge-setzt werden. Die Nachhaltigkeit dieser Ent-wicklung haben wir frühzeitig erkannt und ein breites Portfolio aufgebaut, von dem wir jetzt profitieren. Auch mittel- und langfristig wird unser Geschäft von stabilen Trends getragen. Die Weltbevölkerung nimmt zu, wird älter und Millionen Menschen in den Schwellenländern bekommen erstmals Zugang zu medizinischer Versorgung. Auch der Trend weg von den klassisch chemisch synthetisierten Arzneien hin zu den Biologi-cals wird sich fortsetzen.

transkript Welche Trends sehen Sie im Markt für das Up- und Downstream-Processing?

GottschalkDas Wettbewerbsumfeld unserer Kunden in der biopharmazeutischen Produktion ändert sich derzeit fundamental. Zusätzlich zu stei-genden Kosten und den bekannten Risiken bei der Entwicklung neuer Arzneimittel steigt der Druck, Produkte bei gewohnt hoher Qualität zu niedrigeren Preisen bereit-zustellen. Im Ergebnis heißt das Margen-druck von zwei Seiten. Ausdruck dieser Ent-wicklung ist das Erscheinen von Biosimilars und Biobetters, deren Zulassung durch vor-liegende Regelungsentwürfe inzwischen auch in den USA kalkulierbar wird. Viele eta-blierte Pharmafirmen sind Kooperationen in diesem Bereich eingegangen. Unlängst hat Amgen überraschend angekündigt, in die Entwicklung von Kopien der umsatzstärks-ten Biotech-Produkte einzusteigen und damit große Wett bewerber wie Roche, Abbott und Merck direkt anzugreifen. Für mich war diese Meldung ähnlich überra-schend wie der Rücktritt des Papstes. Im

Ergebnis wächst der Wett bewerb, Märkte werden fragmentiert und der Druck auf die Herstellprozesse nimmt zu.

transkript An die Stelle klassischer Stahlfermenter treten immer stärker Einmalsysteme. Warum setzt die traditionell konservative Branche auf diese Innovation?

GottschalkDie weltweit installierte Fermentations-kapazität für die säugerzellbasierte Pro-duktion beträgt heute etwa 3 Mio. Liter. Angesichts der in den vergangenen Jah-ren erzielten Produktivitätszuwächse lässt sich bereits von einer Überkapazität spre-chen. Zugleich erleben wir einen Boom von Einmal systemen. Dieser Widerspruch lässt sich auflösen, wenn man die jeweili-gen Kostenstrukturen vergleicht. Edelstahl systeme erfordern hohe Investi-tionen und ihr Betrieb ist von Fixkosten dominiert. Sie sind daher die bessere Wahl für die langfristige Marktversorgung mit großen Mengen. Die Top 10-Antikör-perprodukte fallen in diese Kategorie. Für die zukünftige Biopharmazeutika-Genera-tion sehen Experten Fermentationsvolu-mina von maximal 2.000 Litern als Stan-dard. Grund sind etwa die bessere Wirksamkeit, aus individualisierten Behandlungsstandards resultierende klei-nere Patientenpopulationen und verbes-serte Herstellmethoden. Solche Anlagen lassen sich als single-use-Einheiten viel schneller projektieren und kosten durch den hohen variablen Anteil nur Geld, wenn sie wirklich im Einsatz sind – eine attraktive Option insbesondere für kleine Firmen. Zugleich führt die Implementie-rung innovativer Technologien zu einem Differenzierungs- und Wettbewerbsvor-teil.

transkript In welche Richtung kann die gestiegene Produktivität beim Upstream-Processing weiter optimiert werden?

GottschalkDurch die deutlich gestiegene Leistungs-fähigkeit von Säugerzellen werden groß-volumige Produktionsanlagen künftig sel-tener. Während die Expressionsrate pro Zelle kaum weiter gesteigert werden kann, gibt es bei der Biomassedichte – zum Beispiel im Vergleich zu mikrobiellen Systemen – noch erhebliches Potential. Angesichts von Werten jenseits der 100 g/L bei Sekundärmeta boliten dürfen wir uns wohl auf weiter steigende Anti-körpertiter einstellen. Es ist allerdings wichtig, dass bei der weiteren Entwick-lung Qualitätsfaktoren wie Aufarbeitbar-keit den Vorrang vor dem reinen Mengen-wachstum erhalten.

transkript Die Produktaufarbeitung steht durch die Explosion der Produktivität vor großen Herausforder ungen. Welche Entwicklun-gen sind hier zu erwarten?

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Intro Wirtschaft Wissenschaft Politik Strukturen Spezial


Prozesstechnik

GottschalkLeider gilt das bisher Gesagte für den Bereich der Aufarbeitung nicht gleicherma-ßen. Hier denken wir in Massen und nicht in Volumina. Während man in einem gegebe-nen Fermentervolumen heute ein Vielfaches an Protein erzeugen kann, werden in der Aufarbeitung entsprechend größere Chromatographie säulen inklusive deren Peripherie benötigt. Obwohl wir auch im Downstream einen gewissen Produktivitäts-zuwachs sehen, reicht dieser nicht aus, um die entstandene Lücke zu füllen. Hier wer-den neben Maß nahmen zur kontinuierlichen Verbesserung und operativen Exzellenz nur wirklich innovative Technologien helfen, die zu sprunghaften Produktivitätsanstiegen führen. Ich denke hier zum Beispiel an eine weitere Konsolidierung der Verfahrensschrit-te und die Einführung von integrierten, kon-tinuierlichen Prozessen.

transkript Welche Rolle spielen Verbesse rungen in der Prozessentwicklung und -validierung?

GottschalkIn der frühen Phase der pharmazeutischenBiotechnologie ähnelten die Produktionsan-lagen Manufakturbetrieben, in denen Effizi-enz keine Rolle spielte. F&E-Prozesse wur-den einfach nur skaliert, eine echte Indu -s trialisierung der Prozesse mit verbesserten Produktivitäten fand nicht statt. Diese Verfah-ren hatten dann Bestandsschutz, und die Bio-technologie schien im Vergleich zu anderen Industriezweigen eine Sonderrolle zu spielen. Veränderungen waren unerwünscht und allen-falls inkrementell durchsetzbar. Seit einigen Jahren sind die Hürden zur Einführung neuer Technologien auch durch behördliche Initiati-ven wie den Quality by Design-Ansatz in der Prozessentwicklung und die Förderung der Prozessanalysen-Technik niedriger geworden. Hersteller, die nicht auf neue Technologien zu-rückgreifen, werden unter regulatorischen und ökonomischen Druck geraten. Auch die Pro-duktion von Biosimiliars setzt keineswegs die Kopie des Originalprozesses voraus, solange die Spezifikation der Endprodukte eingehal-ten wird. Insgesamt ist also eine Umkehr spür-bar: Nicht das Festhalten an alten, vermeint-lich risikominimierenden Prinzipien ist der Königsweg, sondern die Einführung von aktu-ellen, wettbewerbsfähigen Standards, sobald diese robust genug für den GMP-Betrieb sind.

transkript Momentan kann man ja noch nicht von einer vollständigen single-use-Prozess-kette sprechen. Sind die Einmaltechniken noch eine Nischenlösung?

GottschalkBei der Anwendung innovativer Technologi-en ist die biopharmazeutische Industrie sicher kein Trendsetter. Ein Vergleich mit Behandlungsstandards im medizinischen Bereich verdeutlicht eindrücklich das vor-handene Nachholpotential, etwa bei Einmal-techniken in kritischen Prozessschritten. Da kann sich jeder fragen, wann er zum letzten Mal mit einer wiederverwendbaren Spritze behandelt worden ist und ob er das heute noch akzeptieren würde. Es ist leicht einzu-sehen, dass für die Produktion steriler Bio-pharmazeutika ähnliche Standards gelten sollten, die sich folglich allein aus Sicht der Arzneimittelsicherheit durchsetzen werden. Daneben verringern sie allerdings auch Kos-ten und sind – bei genauer Analyse – auch die bessere Wahl für den Umgang mit natür-lichen Ressourcen. Ich persönlich erwarte, dass sich Hersteller von Biopharmazeutika künftig rechtfertigen müssen, wenn sie in kri-tischen Prozessschritten wie der Virusabrei-cherung Produkte wiederverwenden. Das gilt auch für entsprechende Chromatogra-phieschritte.

transkript Was bringt die stärkere Offenheit für Innovationen für Ihr Geschäft?

GottschalkWir haben in einigen Bereichen für die Akzeptanz innovativer Methoden gekämpft, wie etwa den Einsatz von Membranadsor-bern bei der Abtrennung von Produktkonta-minanten. Inzwischen ist dies ein gutes Bei-spiel für eine disruptive Innovation in dem konservativen Markt der biopharmazeuti-schen Produktion. Single-use-Bioreaktoren sind ein weiteres Beispiel für eine Innovation mit richtungsweisendem Charakter. Trotz-dem wäre es vermessen zu sagen, dass der Trend zu single-use-Prozessen unsere Erfin-dung war. Die augenblickliche Entwicklung ist vielmehr das Ergebnis eines marktgetrie-benen Bedarfs, mit dem die Technologiean-bieter kaum noch Schritt halten können. Aber diese Herausforderungen sind sehr willkommen und absolut lösbar.

transkript Wie sieht Ihre Wachstumsstrategie aus – organisch? Oder sind Zukäufe denkbar?

GottschalkWir wollen 2020 mit Sartorius Stedim Biotech einen Umsatz von 1,5 Mrd. Euro erzielen, uns also fast verdreifachen. Dabei sind wir in der glücklichen Lage, noch viele organische Wachstumsmöglichkeiten zu haben, aber auch Zukäufe und Allianzen sind denkbar.

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Prozesstechnik

Biopharmazeutika-produktionL L L

Biopharmaka produzieren mit E. coli-Sekretionstechnologiedr. thomas Schüler, dr. Silvana di Cesare, Wacker Biotech Gmbh, Jena

Reduktion der Prozessschritte durch Proteinsekretion mit ESETEC®

Zur einfacheren und kosteneffizienten Herstellung von Proteinen und Antikör-perfragmenten hat Wacker eine innova-tive Sekretionstechnologie entwickelt, die rekombinante Produkte während der Fer-mentation in nativer Form ins Fermentati-onsmedium schleust. ESETEC® besteht aus speziellen Expressionsplasmiden und einem eigens entwickelten E. coli K 12-Stamm, der Proteine aus dem Zytoplasma in hohen Men-gen ins Medium transferiert und dabei in der Fermentation stabil bleibt. Wie sich in ver-schiedenen Kooperationsprojekten zeigte, lassen sich damit hohe Produktausbeuten von 5 g/l bis 10 g/l erzielen.

Die bakterielle Wirtszelle Escherichia co-li stellt heute eine attraktive Möglichkeit

zur industriellen Herstellung von Proteinen dar. Neben den klar charakterisierten Eigen-schaften verhelfen vor allem die gut etablier-ten Methoden der genetischen Modifikation und der einfache, sichere Umgang E. coli zu seiner Popularität. In Verbindung mit der ho-hen Wachstumsrate der Bakterien führt dies zu einem verringerten Zeit- und Kostenauf-wand bei der Produktion von biopharmazeu-tischen Wirkstoffen.

Bei traditionellen Herstellungsverfah-ren mit E. coli sammeln sich die Proteine in Form von sogenannten inclusion bodies im intrazellulären Raum an. Anschließend sind zusätzliche Prozessschritte notwen-dig, um die Proteine korrekt zu falten und letztendlich als therapeutischen Wirkstoff

zu verwenden. Eine Alternative stellt die periplasmatische Expression der rekom-binanten Proteine dar, die zu einer Akku-mulation des Produktes im periplasmati-schen Raum führt. Aufwendige Verfahren zur korrekten Proteinfaltung entfallen da-bei, da im Periplasma von E. coli eine kor-rekte Faltung stattfindet. Allerdings ist das Volumen des periplasmatischen Rau-mes begrenzt, wodurch die Ausbeute li-mitiert wird. Des Weiteren ist auch bei der periplasmatischen Sekretion rekombinan-ter Proteine eine Homogenisierung der Zellen unumgänglich.

Die beschriebenen Probleme bei der re-kombinanten Herstellung von therapeuti-schen Proteinen in E. coli können jedoch mit

Fermentation Fermentation Fermentation

Cell removal Harvest Harvest

Homogenization Homogenization

IB preparation

Refolding

Filtration Filtration Filtration

Chromatography I Chromatography I Chromatography I

Chromatography II Chromatography II Chromatography II

Chromatography III Chromatography III Chromatography III

UF / DF UF / DF UF / DF

Bulk filling Bulk filling Bulk filling

Supernatant

ESETEC® Periplasm Inclusion bodies

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Prozesstechnik

dem von Wacker Biotech GmbH entwickel-ten Expressionssystem ESETEC® (E. coli sec-retion technology) überwunden werden.

ESETEC®: Durchbruch in der mikrobiellen Proteinexpression

ESETEC® leitet sich von dem gut untersuch-ten und regulatorisch bekannten K12-Stamm ab. Mit Hilfe dieses Expressionssystems wer-den die rekombinanten Proteine in hohen Ti-tern direkt in das umgebende Kulturmedium sekretiert, wobei das Protein in seiner na-tiven Form hergestellt wird. Die Sekretion wird über spezifische genetische Modifika-tionen des ESETEC®-Stammes realisiert. Ar-beitsintensive Prozessschritte wie Homoge-nisierung und Rückfaltung entfallen hierbei (vgl. Abb.), so dass der Prozess insgesamt effizienter und kostengünstiger wird.

Mit Hilfe der ESETEC®-Toolbox lassen sich auch schwer herzustellende Proteine effizient und mit guten Ausbeuten expri-mieren. Abhängig vom jeweiligen rekombi-nanten Produkt können dabei verschiedene Faltungshelfer und unterstützende Fakto-ren zum Einsatz kommen, um die funktionel-le Konformation des Produkts zu gewähr-leisten.

Sekretion vielfältiger Proteine möglich

ESETEC® hat bereits in verschiedenen Kun-denprojekten und Kooperationen bewiesen, eine große Bandbreite an Proteinen mit un-terschiedlichsten Eigenschaften herstellen zu können. Die Charakteristiken der Prote-ine variierten dabei im Molekulargewicht, dem isoelektrischem Punkt und ihren biolo-gischen Funktionen.

In einer Zusammenarbeit mit der Mor-phoSys AG konnte beispielsweise gezeigt werden, dass sich mit ESETEC® Fab-Antikör-perfragmente aus der HuCAL®-Bibliothek hocheffizient produzieren lassen. Fabs be-sitzen vergleichbare Spezifitäten und Bin-dungsaffinitäten wie vollständige An-tikörper sowie analoge therapeutische Einsatzgebiete. Jedoch dringen Fabs auf-grund ihres niedrigeren Molekulargewichts besser ins Gewebe ein und lassen sich kos-tengünstiger in mikrobiellen Systemen her-stellen. Die mit ESETEC® gewonnenen Fabs waren in ihrer Funktionalität vollkommen vergleichbar mit im Periplasma produzier-ten Fabs. Die Ausbeuten lagen jedoch so-gar ohne zusätzliche Optimierungen mit 2 g/l fast um das 40-Fache höher als mit pe-riplasmatischen Systemen.

Ebenso konnte ein Anticalin® der Firma Pieris AG mit einer hohen Ausbeute von

5 g/l hergestellt werden. Die niedermole-kularen Anticaline® sind in der Lage, ähn-lich wie Antikörper, spezifisch an ihre Ziel-moleküle zu binden. Zur Aufreinigung des mit ESETEC® produzierten Anticalins® wa-ren nur zwei Chromatographphiestufen notwendig. Das von WACKER unter GMP-Bedingungen hergestellte Produkt hat in-zwischen die klinische Phase I erfolgreich abgeschlossen.

Um die Halbwertszeit von Biopharma-zeutika zu erhöhen, wurde in Kooperation mit der Firma XL-Protein GmbH die Mög-lichkeit der Expression PASylierter Protei-ne mit ESETEC® untersucht. Bei der PASy-lierung® wird das Protein durch eine Kette aus den Aminosäuren Prolin, Alanin und Se-rin verlängert. Dadurch erhalten auch klei-ne Proteine eine längere Wirkdauer und werden nicht mehr rasch über die Nieren ausgeschieden. Die PASylierten Proteine können biotechnologisch hergestellt wer-den und sind gegenüber Konkurrenztech-nologien (PEGylierung) kostengünstiger und biologisch abbaubar. In der durchge-führten Studie wurde ein PASyliertes huma-nes Wachstumshormon mit einem Titer von 3 g/l hergestellt. Die volle biologische Ak-tivität des Fusionsproteins wurde im An-schluss nachgewiesen.

Weniger Prozessschritte, höhere Effizienz, geringere Kosten

ESETEC® ist der einzige sekretorische E. co-li-Stamm, der für die GMP-gerechte Herstel-lung von therapeutischen Proteinen validiert ist. Das Sekretionssystem ist in der Lage, ei-ne große Bandbreite und gleichzeitig ho-he Ausbeuten an korrekt gefalteten Protei-nen herzustellen. Durch die Sekretion direkt in das Kulturmedium entfallen aufwendige Prozessschritte wie Homogenisierung und Rückfaltung, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können. Zudem verbes-sert die ESETEC®-Toolbox die Sekretion re-kombinanter Proteine: Vor allem schwer zu exprimierende Proteine und moderne Bio-logics wie Fab-Antikörperfragmente, Scaf-folds und Biotherapeutika mit optimierten Plasma-Halbwertszeiten können mit ESE-TEC® kostengünstig und effizient hergestellt werden.

Kontakt

Dr. Silvana Di CesareBusiness Development Manager Wacker Biotech GmbHHans-Knöll-Straße 307745 [email protected]

Kurzmeldungen

Wissenschaftler der Universität Bochum haben den Stoffwechselweg aufgeklärt, mit dessen Hilfe die Grünalge Chlamy-domonas rheinhardtii Wasserstoffgas im Dunkeln produziert. Laut Studienlei-ter Thomas Happe überträgt unter Sau-erstoffmangel das Enzym Pyruvat-Fer-redoxin-Oxidoreduktase (PFR1) unter diesen Bedingungen aus dem Zuckerab-bau stammende Elektronen auf die [Fe-Fe]-Hydrogenase HYDA1. Ob sich die auch in Clostridien-Bakterien anzutref-fende Art der Wasserstoffproduktion bio-technologisch nutzen lässt, ist indes noch unklar.

Mäuse und Menschen mit Vorstufen von Darmkrebs zeigen nach einer neuen Stu-die übereinstimmende Muster methy-lierter Gene. Die epigenetische Unter-suchung von Mäusen könne daher zur Früherkennung von Krebserkrankungen beim Menschen beitragen. Das berichte-ten Anfang Februar Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Ge-netik in Berlin (PLOS GENETICS, doi:10.1371/journal/pgen.1003250). Die Grundlage für diese neue Art von Diagnostik legt eine Art Genatlas, in dem die Berliner erfasst haben, wie sich das DNA-Methylierungs-muster von krebskranken und gesunden Mäusen unterscheidet. Dazu untersuch-ten die Forscher um Markus Morkel das Muster in Darmpolypen von Mäusen, die durch einen Defekt im Tumorsuppressor APC Mutationen anhäufen, und gesunden Stammzellen. Dabei entdeckten sie, dass die meisten der identifizierten 13.000 DNA-Modifikationen auch beim Men-schen zu finden sind. Die Ergebnisse legen die Grundlage für einen diagnostischen Bluttest, so die Wissenschaftler.

Die Überwachung von Epidemien mit Hilfe der „Next-Generation-Sequen-zierung“ (NGS) ist schon heute leis-tungsfähiger als das Standardverfahren der Genotypisierung. Dieses Fazit zie-hen Wissenschaftler des EU-Netzwer-kes Patho-NGen-Trace, nachdem sie ei-nen Ausbruch des Tuberkulose-Erregers Mycobacterium tuberculosis mit beiden Techniken analysiert haben (PLOS MEDICI-NE, 10(2): e1001387). Laut Forschungslei-ter Stefan Niemann vom Forschungszen-trum Borstel war mit NGS im Gegensatz zur Standardtechnologie eine genaue Re-konstruktion des Verbreitungsmusters in-klusive Mutationsrate möglich.

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Prozesstechnik

ProteinglykosylierungL L L

Produktqualität im FokusDr. Hans Henning von Horsten, Dr. Melanie karrenbrock, ProBiogen Ag, Berlin

Die im Herstellprozess erreichte Produktquali-tät ist entscheidend für den klinischen Erfolg bei der Entwicklung von Biopharmazeutika. Die ProBioGen AG bietet ihren Kunden als innovativer Lohnhersteller einzigartige Mög-lichkeiten, zelllinien- und prozessabhängige Produktqualitätsattribute zuverlässig zu er-reichen.

Die Gewährleistung einer gleichbleibenden und hohen Produktqualität liegt im Interesse der Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimit-teln. Grundlage für die Einschätzung der Qua-lität eines strukturell komplexen Biopharma-zeutikums ist in aller Regel ein umfangreicher Datensatz zu verschiedenen biochemischen und physikochemischen Charakteristika. Zent-ral für das zuverlässige Erreichen einer optima-len Produktqualität ist zunächst die Erfassung der kritischen Qualitätsattribute des speziell hergestellten Wirkstoffs. Da die Produktquali-tät indes von Parametern der Prozessführung während der Fermentation und der Aufarbei-tung abhängig ist, kompliziert sich diese Auf-gabe zusätzlich. Nicht zuletzt wirken sich auch die Eigenschaften des in der Fermentation ein-gesetzten Produktionsklons auf das Qualitäts-profil des Produktes aus.

Für komplex glykosylierte Antikörper-fusionsproteine kann die Anzahl der Quali-tätsattribute mehrere hundert umfassen. Strukturelle Qualitätsmerkmale sind dabei zum Beispiel die Ausprägung der N-Glykan-strukturen an einer bestimmten Proteinse-quenzposition oder der Oxidationsgrad ober-flächenexponierter Methioninreste. Wird ein solches Merkmal als kritisch für die Wirksam-

keit oder Sicherheit eines Produktes einge-stuft, so muss dessen Ausprägung innerhalb des als zulässig festgelegten Akzeptanzinter-valls liegen. Solche Merkmale früh und gezielt einstellen zu können, reduziert Entwicklungs-risiken und -kosten erheblich.

Qualitätsfaktor Glykosylierung

Die Produktglykosylierung ist die komple-xeste Form der posttranslationalen Modi-fikation von Biotherapeutika und daher be-sonders bedeutend für die Produktqualität. Für eine Reihe von Biopharmazeutika sind bereits bestimmte Änderungen der Glykan-struktur mit einer Veränderung ihres pharma-kokinetischen und pharmakodynamischen Wirkprofils in Zusammenhang gebracht wor-den. Daher wurde bei diesen Produkten die gewünschte Ausprägung der Glykanstruktur als Anforderung in das Qualitätsprofil des Zielproduktes (QTPP, Quality Target Product Profile) aufgenommen.

Innerhalb der Produktklasse der thera-peutischen Antikörper und Fc-Fusions-proteine hat sich der Anteil der bi-an-tennären, doppelt galak tosyl ier ten N-Glykanstruktur G2 an der gesamten Fc-Glykanstruktur als ein wesentliches Quali-tätsmerkmal erwiesen. Zusätzlich stellt das Fehlen von Core-Fucose bei monoklo-nalen Antikörpern im Indikationsfeld On-kologie ein wichtiges Charakteristikum mit Einfluss auf deren pharmakodynami-sche Wirksamkeit dar. Darüber hinaus ist –

insbesondere bei Nicht-Antikörper-Prote-inen – ein hoher Grad an terminaler Sialy-lierung ein erwünschtes Qualitätsmerkmal.

GlymaxX® für die Produktion

Für das Erreichen all dieser glykosylierungs-bezogenen Qualitätseigenschaften bietet die ProBioGen AG Lösungen an, die bereits auf der Ebene der eingesetzten Produktionszellli-nie ansetzen. Bekanntester Erfolg solch einer intelligenten Lösung ist die patentgeschützte und bereits mehrfach auslizenzierte GlymaxX®-Technologie. Die Technologieentwicklung bei der ProBioGen AG hat sich unter anderem der Aufgabe gestellt, zusätzliche Glykoengi-neering-Technologien zu entwickeln, um wei-tere glykosylierungsbezogene Qualitätsattri-bute einstellen zu können. Mittlerweile ist es den Entwicklern bei ProBioGen gelungen, ei-ne verstärkte G2-Galaktosylierung am Fc-Gly-kan zu erreichen und damit Kontrolle über ein wichtiges Qualitätsattribut vieler monoklona-ler Antikörper und Antikörperfusionsproteine zu erlangen. Die Praxis zeigt, dass diese Qua-litätseigenschaft allein durch Mittel der Pro-zessführung nicht zu erreichen ist. Somit ist der Schlüssel zum Erfolg der Produktionsklon und seine genetische Ausstattung. Wie auch bei der GlymaxX®-Technologie legt die ProBio-Gen sehr großen Wert darauf, dass ihre neu-en Glycoengineering-Entwicklungen sich auf bereits etablierte Produktionsklone anwenden lassen, ohne dass es im Anschluss an die gene-tische Modifikation zu einem Einbruch in der volu metrischen Produktivität kommt. Neben Verbesserungen bei der Upstream-Prozess-führung kristallisiert sich der eingesetzte Pro-duktionsklon immmer mehr als wesentliche Einflussgröße auf die Produktqualität heraus. Die ProBioGen AG hat das schon frühzeitig er-kannt und kann daher ihren Kunden Lösungen anbieten, die im Markt in dieser Form bisher noch nicht verfügbar waren. D

Kontakt

Dr. Gabriele SchneiderProBioGen AGGoethestr. 54, 13086 [email protected]

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Richter-Helm BioTec GmbH & Co. KG Suhrenkamp 59D-22335 HamburgGermanyTel.: +49 40 55 290 435 Fax: +49 40 55 290 888E-Mail: [email protected]

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|transkript Spezial 3/2013 - Vorschau: Bioprozesstechnik