Biotechnologie mRNA-Produktion – Markt mit vielen Möglichkeiten

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Seit Covid ist der Begriff mRNA auch Biotechnologie-Laien ein Begriff. Und der Boom um die kleinen Nukleinsäuremoleküle geht gerade erst los. Spezialisierte Dienstleister wittern hier für die Zukunft ein großes Geschäft. Wacker Biotech spielt bereits in der ersten Liga mit: Wie der Konzern seine führende Rolle weiter ausbauen will und welche Rolle die Pandemiebereitschaft dabei spielt, darüber hat PROCESS mit Wacker Biotech Geschäftsführer Dr. Guido Seidel gesprochen.

Die Covid-Pandemie hat ein bis dahin unwirkliches Szenario Realität werden lassen: Wochenlage Lockdowns, leergefegte Straßen, überfüllte Intensivstationen – eine Gesellschaft am Rande des Nervenzusammenbruchs. Alle drei bis fünf Jahre, das sagen statistische Berechnungen der WHO-Experten, drohe ein Erreger aus dem Ruder zu laufen, und eine Pandemie könnte wieder ins Haus stehen. Die mRNA-Impfstoffe – da sind sich alle Experten sicher – werden dann die entscheidende Rolle spielen. „Der große Vorteil der mRNA ist das schnelle Design. Hat man das Zielprotein identifiziert kann man relativ einfach die Nukleinsäuresequenz ableiten“, erklärt Dr. Guido Seidel. Der promovierte Chemiker mit Spezialgebiet Biotechnologie ist Geschäftsführer der Wacker Biotech, einer Firma innerhalb des Wacker-Geschäftsbereichs Biosolutions, und u. a. verantwortlich für das CDMO-Geschäft, zu dem auch die mRNA-Produktion gehört.

Ein Markt mit Zukunft

Viele Analysten sagen mRNA-Wirkstoffen nicht nur als Impfstoffen sondern auch als Therapeutika eine große Zukunft voraus. Beispielhaft dafür steht eine Marktstudie von Global Market Insights, die ausgehend von einem weltweiten Umsatz von 19 Milliarden Dollar in 2023 bis 2029 ein jährliches Wachstum von 5,7 Prozent vorhersagt.

Auch Wacker Biotech ist überzeugt vom Potenzial der mRNA-Wirkstoffe. „Wir glauben, dass die Technologie in den nächsten Jahren rasant an Fahrt aufnehmen wird. Es gibt momentan über 1.000 klinische Studien, die sich mit dem Einsatz von mRNA beschäftigen in unterschiedlichen Indikationen“, erklärt der Geschäftsführer. Anfang Juni konnten er und sein Team einen echten Meilenstein feiern: Die Eröffnung des mRNA-Kompetenzzentrums in Halle.

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Mehr als 100 Millionen Euro investierte der Konzern in den Ausbau der Produktionskapazitäten für die GMP-gerechte Herstellung von Plasmid-DNA, Messenger-RNA und Lipidnanopartikeln.

Aufbau der DNA- und RNA-Kompetenz seit 2019

Das neue Kompetenzzentrum bündelt die mRNA-Expertise, die das Biotech-Unternehmen seit 2019 aufgebaut hat – übrigens schon vor Entdeckung des Sars-Cov-2-Virus.

Bereits zu diesem Zeitpunkt rückten DNA- und RNA-Produktion ins strategische Interesse und die Forschungsabteilung von Wacker Biotech startete ein Entwicklungsprojekt. „Das hat uns bei der Pandemie die Möglichkeit gegeben, sehr schnell den Produktionsaufbau zu starten und in Amsterdam die Anlage zur Verfügung stellen zu können“, erklärt Seidel. Im Jahr 2021 kam dann der Standort in San Diego (ehemals Genopis) dazu und damit Know-how für die Herstellung von Plasmid-DNA – mit der ringförmigen DNA startet der Produktionsprozess der mRNA.

Geschlossene Wertschöpfungskette

Mittlerweile ist die Wertschöpfungskette geschlossen. Auch der kalifornische Standort ist auf Wachstumskurs. Der Umbau und die Erweiterung der Laborkapazitäten seien in vollem Gang, sagt Seidel. Künftig sollen dort auch therapeutische Proteine und mRNA hergestellt werden. In der Pandemie sei ein Trend zur lokalen Produktion entstanden. Ob es in San Diego auch bald eine mRNA-Produktion gibt? Die Entscheidung sei noch nicht getroffen und müsse sich in den nächsten Jahre heraus kristallisieren, erklärt Seidel.

80 Millionen Impfdosen im Fall einer neuen Pandemie

In Halle kann Wacker Biotech die Herstellung der mRNA auf Basis von Plasmid-DNA sowie die Formulierung des mRNA-Wirkstoffs mit Lipid-Nanopartikeln (LNP) durchführen. „Wir haben das Know-how zur Herstellung der Plasmid-DNA von San Diego komplett nach Halle transferiert“, erklärt Seidel. Das geschah auch auf Wunsch der Bundesregierung, denn Wacker ist gemeinsam mit Partner Corden Pharma Teil der nach Corona etablierten Pandemiebereitschaft. Klug geworden durch die Erfahrung von vor drei Jahren, sollen nun in Deutschland im Bedarfsfall ausreichend Kapazitäten für die mRNA-Impfstoffherstellung bereit stehen.

In vier Monaten 80 Millionen Impfdosen

Innerhalb von vier Monaten könne man laut Seidel die Produktion hochfahren und dann 80 Millionen Impfdosen herstellen. Eine Kritikalitätsbewertung hat die Wirkstoffherstellung als kritischen Prozessschritt identifiziert, was Wacker letztlich zum Ausbau in Halle bewogen hat. Lipidherstellung, sterile Abfüllung und Verpackung der Impfstoffe finden dann in der Nähe von Mailand durch Corden Pharma statt.

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Wacker Biotech ist in die ganze Wertschöpfung der Kunden integriert: Angefangen bei der Prozessentwicklung, über die LNP-Formulierung bis zur Produktion von Klinikmengen und dem späteren Marktbedarf. Seidel macht klar, was das bedeutet: „Wir müssen uns für die klinischen Phasen auf kleine Mengen und einzelne Produktionskampagnen sowie für die kommerzielle Phase auf hohe Volumina einstellen.“ Das sei der Grund für das Design der Anlage in Halle: Vier Linien gibt es, die unabhängig voneinander produzieren können: zwei davon für den kleineren, zwei für den größeren Maßstab.

Prozesswissen macht den Unterschied

Viel Verfahrens-Know-how haben sich die Biotech-Experten in den letzten Jahren angeeignet. Der Prozess selbst ist wissenschaftlich oft beschrieben worden – doch wie so oft liegt das Meiste bei der mRNA-Produktion im Detail verborgen.

Die chromatographische Reinigung z. B. ist eine knifflige Angelegenheit. Ebenso die Technik des Cappings, das die Stabilität der mRNA in der Zelle erhöht und dem Molekül Zugang in die Ribosomen verschafft. „Wir arbeiten an der Entwicklung von eigenen Prozessschritten, um teure Lizenzen für uns und unsere Kunden zu vermeiden“, erklärt Seidel.

Fehler sind bei der mRNA-Produktion keine erlaubt

Auch bei der Invitrotranskriptionsreaktion – hier wird die linearisierte Plasmid-DNA enzymatisch in die mRNA umgeschrieben – sollte nichts schiefgehen. In Halle stehen dafür zwei 30-Liter- und zwei 3-Liter-Rührkesselreaktoren. „Das hört sich nach wenig an, wenn man aber weiß, wie teuer die Rohstoffe sind, dann ist man für diesen Prozess-Schritt schnell im Millionenbereich“, sagt Seidel. Besser also, man weiß was man tut und an den vier Wacker-Biotech-Standorten ist das der Fall.

Das goutieren auch die internationalen Kunden, für „die Liefersicherheit bei hoher Qualität zu einem vernünftigem Preis“ ein wichtiges Kriterium ist. Momentan tummeln sich viele Anbieter am mRNA-Markt, aber Seidel ist sich sicher, dass es hier über kurz oder lang zur Konsolidierung kommt.

Biotechnologie ist für Wacker ein strategisches Wachstumsfeld

Wacker Biotech hat sich jedenfalls in Stellung gebracht. Strategisch werde Biotech, hier gehört mRNA mit dazu, ein wichtiges Standbein sein und sei als Wachstumsfeld definiert, sagt Seidel. Und die Story hat gerade erst angefangen. Die Pharmaunternehmen arbeiten an neuen Therapiemodalitäten. Die Nachfrage nach Herstellungsverfahren wird in den nächsten Jahren steigen und nach CDMOs mit dem richtigen Know-how.

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