Neue Produktionsprozesse für Virus-basierte Wirkstoffe für Prävention und Therapie (NeuProVir)

Mit der steigenden Lebenserwartung und dem damit verbundenen Anstieg der Kosten für die medizinische Versorgung in den Industriestaaten erlangen innovative Strategien wie die Gentherapie und die Entwicklung neuer Impfstoffe wachsende Bedeutung. Die Virus-Technologie hat hier große Beiträge zu medizinischen Durchbrüchen geleistet. Eine der großen Hoffnungsträger sind hier einerseits die viralen Vektoren (Genfähren) zur Übertragung therapeutischer Gene im Rahmen der somatischen Gentherapie und zur Vectored Vaccination – also die Übertragung mittels viraler Vektoren von Genen, welche Zielantigene (wie z.B. virale Antigene oder auch Tumorantigene) zur Vermittlung eines präventiven Impfschutzes in gesunden Menschen induzieren. Zum anderen bieten sogenannte 

Virus-Like Particles (VLPs) die Möglichkeit neue Impfstrategien zu entwickeln. Hier werden virale Partikel als Trägersysteme verwendet, um Zielantigene (also Proteine und nicht deren kodierende Gene) zu präsentieren (engl. “display“) und so in Impflingen eine nachhaltige protektive oder auch therapeutische Immunantwort und damit Impfung zu erzielen (z.B. virale bzw. Tumorantigene). Vektorpartikel und VLPs können von membranumhüllten oder  Kapsidpartikeln verschiedener Parentalviren abgeleitet werden.

Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung von Apparaten (Module) und assoziierten Technologien, um VLPs und Vektorpartikel - beiden Klassen werden unter dem Begriff Viral-Abgeleitete Partikel (VAPs) - für z.B. HIV- und Krebstherapie möglichst kostengünstig industriell herstellen zu können. Dafür werden effizientere zelluläre Produktions- und Kultivierungssysteme sowie innovative Konzentrierungs- und Reinigungsprozesse entwickelt und bewertet. Es werden neue Membranadsorber-Module mit hoher Bindungskapazität für VAPs und verbessertem konvektiven Transporteigenschaften sowie neuartige Ultrafiltrationsmodule mit hoher VAP-Retention geschaffen. In dem vorliegenden Projekt werden VAPs verschiedener Parentalviren (membranumhüllte und Kapsidpartikel) in verschiedenen Säugetierzelllinien in Suspension im Labor von Prof. Stitz produziert (Upstream Processing; USP) und im Labor von Prof. Barbe anschliessend gereinigt und konzentriert (Downstream Processing; USP): zunächst in kleinem und mittlerem Maßstab von etwa 1 bis 3 Litern, später soll das Upscaling bis zu 50 L ausgeweitet werden. Zur Bestimmung der Produktionseffizienz und der Qualität der VAPs noch vor der anschließenden Reinigung und Konzentrierung werden die Zellkulturüberstände nach der mechanischen Trennung der Zellen (Clarification) mit geeigneten Methoden zur Analyse untersucht, um die Menge an VAPs und Host Cell Proteins (HCP), Host Cell DNA (HCD), deren Aggregation, deren biochemische Zusammensetzung (virale vs. zelluläre Proteine vs. Zielantigene) sowie deren physiologische Integrität und funktionelle Unversehrtheit zu bestimmen.

Die Projekte werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Sartorius AG im Rahmen des Programms IngenieurNachwuchs mit 573.576,63 € vom 01.05.2019 bis zunächst zum 30.04.2023 unterstützt.