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Datenstand vom: 14.11.2017
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CD-Labor für Produktion neuartiger Biopharmazeutika in E.coli

Biopharmazeutika sind Arzneimittel, zumeist rekombinante Proteine, die in lebenden Zellen hergestellt werden. Dieses CD Labor erforscht wissenschaftliche Grundlagen zur effizienten Produktion neuartiger Proteine mit erhöhter Wirksamkeit in E. coli.

Biopharmazeutische Wirkstoffe der nächsten Generation sind zumeist synthetische biotechnologisch hergestellte Proteine (so genannte rekombinante Proteine), die mit neuartigen Funktionalitäten und spezifischen Bindungseigenschaften ausgestattet sind. Dies macht sie einerseits zu höchst wirksamen und nebenwirkungsfreien Medikamenten, jedoch ist ihre Herstellung aufgrund ihrer oft sehr komplexen Strukturen und Bindungseigenschaften, äußerst schwierig. In diesem CD Labor sollen die wissenschaftlichen Grundlagen und Lösungen zur effizienten Produktion dieser Proteine mithilfe von E. coli Bakterien erarbeitet werden. Dieses bakterielle Produktionssystem wird häufig für die biotechnologische Synthese von Arzneimitteln verwendet, da es zur Darmflora des Menschen gehört und so gut wie keine Allergien verursacht.

Die Herstellung synthetischer, bioaktiver Proteine erfolgt in drei Schritten. Im ersten Schritt (Zellenengineering) werden die E. coli Bakterien gentechnisch derart verändert, dass sie Proteine mit den gewünschten Eigenschaften herstellen (exprimieren). Der zweite Schritt (Fermentation) stellt die großtechnische Herstellung der Proteine in Bioreaktoren dar. Schlussendlich muss die Produktionscharge aufgereinigt und das gewünschte Protein isoliert werden. Zwischen all diesen Verfahrensschritten gibt es gegenseitige Abhängigkeiten, welche im Rahmen dieses CD Labors auf grundlagenwissenschaftlicher Basis untersucht werden sollen. Verfahrenstechnische Aspekte werden ins Zentrum der Arbeiten gestellt und besonderes Augenmerk auf die interdisziplinären Schnittstellen zwischen Zellengineering, Fermentation und Produktaufreinigung gelegt.

Als repräsentative Modelproteine für diese Forschungsarbeiten sollen Antikörperfragmente dienen. Diese gelten als zukunftsträchtige kostengünstige und sehr effiziente Alternative zur heutigen Immuntherapie. Antiköperfragmente enthalten lediglich die spezifische Antigenbindungsstelle. Dabei kommen auch neue Expressionssysteme zum Einsatz. Diese erlauben die Untersuchung der Langzeitsystemstabilität unter Produktionsbedingungen. Es soll auch untersucht werden, inwieweit Veränderungen in den Bedingungen während der Fermentation, sowie Variationen im Bereich des Expressionssystems Einfluss auf die Effizienz der darauffolgenden Prozessschritte und somit auf die Produktqualität haben.
Im Bereich der Proteinaufarbeitung wird ein neuartiges, auf Mikropartikel basiertes System, studiert werden. Dabei müssen zum einen die grundlegenden Prinzipien dieser Aufarbeitungsmethode auf breiter Basis erforscht, sowie die Methode für die Produktion von neuartigen Biopharmazeutika weiterentwickelt werden.

Der Ansatz, anwendungsnahe Fragestellungen auf breiter grundlagenwissenschaftlicher Basis zu untersuchen und daraus Lösungsansätze zu entwickeln, wird einen erheblichen Beitrag zur Produktion neuartiger, schwer herstellbarer Proteine liefern.

Leitung

Assoc.Prof. Dr. Gerald Striedner

Universität für Bodenkultur Wien

Department für Biotechnologie

Muthgasse 18

1190 Wien

T: +43 1 47654-79077

gerald.striedner(at)boku.ac.at

Details

Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2023

Unternehmenspartner:

Boehringer Ingelheim RCV GmbH & Co KG

Thematischer Cluster:

Life Sciences und Umwelt