Bakterielles Sekretionssystem Herstellung von Biologics: Weiterentwicklung erlaubt kontrollierte Abgabe von Kulturmedium

Redakteur: MA Alexander Stark

Der Münchner Chemiekonzern Wacker hat sein patentiertes, auf Escherichia coli-Bakterien basierendes Sekretionssystem Esetec zur Herstellung von Pharmaproteinen, auch Biologics genannt, weiterentwickelt: Durch die Entkoppelung der Produktions- von der Freisetzungsphase im Herstellungsprozess können Proteine nun vollständig kontrolliert an das Kulturmedium abgegeben werden.

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Blick in die Produktion der Wacker Biotech GmbH in Jena: Mit Hilfe modifizierter E. coli-Bakterien werden in Fermentern Pharmaproteine produziert.
Blick in die Produktion der Wacker Biotech GmbH in Jena: Mit Hilfe modifizierter E. coli-Bakterien werden in Fermentern Pharmaproteine produziert.
(Bild: Wacker)

München/Jena – Bei sehr schwer herstellbaren Pharmaproteinen kann das weiterentwickelte bakterielle Sekretionssystem von Wacker die Ausbeute um den Faktor 8 erhöhen. Dadurch steigen dem Unternehmen zufolge Zeit- und Kosteneffizienz im Produktionsprozess.

Die patentierte Esetec-Technologie basiert auf modifizierten E. coli-Stämmen, die die gewünschten Pharmaproteine während der Fermentation in korrekter Faltungskonformation ins Kulturmedium sekretieren. Dieser Prozess kann durch die zusätzliche Überexpression von proprietären Faltungshelfern unterstützt werden. Auch komplexe Moleküle lassen sich mit dieser Technologie in hohen Ausbeuten herstellen und in aktiver Form ins Kulturmedium sekretieren. Bei der Sekretion hängt die Effizienz allerdings stark von den Eigenschaften des jeweiligen Zielproteins ab. Während einige Proteine leicht an das Kulturmedium abgegeben werden, bleiben andere teilweise im Periplasma der E. coli-Bakterien gefangen. Wacker Biotech hat das Sekretionssystem modifiziert, um dieses Problem zu lösen.

Mit dem Esetec-System der neusten Generation ließen sich Proteine nun kontrolliert ins Kulturmedium freisetzen, erklärt Wacker. Das Prinzip der kontrollierten Freisetzung basiert auf einer Entkopplung der Produktions- von der Freisetzungsphase. Die Produktbildung wird durch Zugabe eines spezifischen Induktors initiiert. Durch die Induktion eines Freisetzungsfaktors wird anschließend die Freisetzung gestartet. Die aktive Steuerung der Verweildauer im Periplasma erlaubt den hier exprimierten Faltungshelfern optimal zu wirken. Dies erlaubt höchste Faltungs- und Sekretionseffizienz von schwer herstellbaren Pharmaproteinen, wie zum Beispiel Antikörperfragmenten.

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