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30Neue Trends in der PharmaindustrieBild 2: Herstellung gentechnisch veränderter Zellsysteme mithilfe der Rekombinationstechnik,dargestellt am Beispiel eines Bakterien-Systems. Quelle: Broschüre Science live, BMBF, modifiziert.1. Spenderzelle: menschliche Zelle 2. Empfängerzelle: BakteriumGenom (DNA):Genetische InformationPlasmid (DNA):Genetische ZusatzinformationGenom (DNA):Genetische GrundinformationGenetische Information gewinnen:1.1 Genomische DNA aus humaner Zelle 2.1 Plasmid-DNA aus BakterienzelleFragmente erzeugen:1.2 DNA-Fragment (Gen) mit Information für dasProdukt, z. B. das Insulin-Protein herausschneiden2.2 Plasmid-DNA öffnenFragmente klonieren:3.1 DNA-Fragment in Plasmid-DNA einfügen.Ergebnis: ein neu kombiniertes (rekombiniertes) Plasmid3.2 Plasmid in Empfängerzelle (Bakterium) einschleusenGentechnisch verändertes Bakterium,das kultiviert werden kann und dabeidas Produkt, z. B. Insulin, produziert
Linde Technology Dezember 2004 31Aus diesem Grunde sollenA Status und Trend der gentechnologischenProduktentwicklung,B die außergewöhnlichen unternehmerischen Herausforderungender Biotechnologie an die Entscheidungsprozesse derPharmaindustrie undC die Positionierung des Linde-Pharmaanlagenbaus in diesemUmfeldbeschrieben werden.A. Trends der gentechnischenProduktentwicklungDie größte Veränderung in der Pharmaindustrie war der Übergangvon chemisch synthetisierten auf biotechnologisch erzeugteWirkstoffe in den letzten fünf bis zehn Jahren. Nach heutigemStand ist mit Erythropoetin (EPO)* das erste Biotech-Produktdabei, die Spitzenposition des umsatzstärksten Pharmaproduktsder Welt zu erobern (Tabelle 1).Charakteristische Meilensteine beim Einsatz gentechnischveränderter Zellsysteme* zur Erzeugung pharmazeutischerWirkstoffe* waren:„Nachahmung“ der menschlichen Biosynthese von Insulin inSystemen mit gentechnisch veränderten Zellen. Über die Technikder genetischen Rekombination wurde das DNA-Fragment, das inmenschlichen Zellen den Herstellungscode für Insulin enthält, inBakterien eingeschleust (Bild 2).„Veränderung“ der DNA des menschlichen Insulingens mit demZiel, durch eine geänderte Molekülstruktur des Insulins dieWirkprofile im Körper des Patienten zu verändern und besondersschnell oder besonders lange wirkende Insuline herzustellen.So sind individuell stärker angepasste Therapien möglich, undder Insulinspiegel kann gleichmäßig hoch gehalten werden, wasnicht zuletzt zu einem größeren Wohlbefinden des Patientenführt (vgl. „Linde Technology“ 1/2004).Einsatz von Säugetierzellen, in der Regel CHO-Zellen*, als Empfängerzellenfür menschliche DNA-Fragmente. Durch die größere„Ähnlichkeit“ der CHO-Zelle mit menschlichen Zellen wurdedie Bandbreite der Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamentebzw. Wirkmechanismen erhöht. Gleichzeitig stieg dertechnologische Schwierigkeitsgrad zur Einhaltung der LebensundWachstumsbedingungen dieser hochempfindlichen Zellsysteme.Ein Beispiel für diese Produktgruppe ist EPO.Entwicklung von monoklonalen Antikörpern (MAK). MitMAK* erfolgte der qualitative Schritt der Gentechnologie von derNachahmung körpereigener Substanzen auf Basis identifizierterDNA-Fragmente zu Initiierungsmechanismen im Immunsystem.MAK sind die geeigneten Grundbausteine für eine Hightech-Antwort der Wissenschaft mit adäquaten Wirkprinzipien u. a. aufdie äußerst komplexen, krankheitsassoziierten Defekte im Erbgutdes Menschen. Antikörper besitzen eigene „Suchsysteme“ fürkörperfremde Substanzen – auch auf der Oberfläche von Krebszellen– und wirken über die Aktivierung des Immunsystems.Durch gentechnische Methoden können MAK heute derart verändertbzw. spezifisch konstruiert werden, dass sie auch körpereigeneSubstanzen erkennen können. Diese Eigenschaften habendie MAK zu den großen Hoffnungsträgern für die Krebsbekämpfunggemacht. Ein Beispiel für diese Produkt-Gruppe ist Avastin ® ,das kürzlich zur Behandlung von Darmkrebs zugelassen wordenist. Für die Entwicklung der Methode zur Bildung von MAK wurdenCésar Milstein, Georges J. F. Köhler und Niels K. Jerne 1984mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet.Eine Sondergruppe von biotechnologischen Produkten sindpflanzliche Wirkstoffe, die aufgrund der begrenzten natürlichenRessourcen seltener oder langsam wachsender Pflanzen inzwischenauch biotechnologisch produziert werden. Dazu wird dieentsprechende Pflanzenzelle isoliert und unter geeigneten Kulturbedingungenin Bioreaktoren vermehrt. Das langsame Wachstumvon Pflanzenzellen stellt dabei höchste Anforderungen andie Steriltechnik der Produktionsanlage. Mit Pflanzenzellen werdenbeispielsweise spezielle Produkte für die chemotherapeutischeTumorbekämpfung hergestellt. Bild 3 zeigt die Ursprungspflanzeund die Molekülstruktur für ein derartiges Produkt mitmehr als einer Milliarde Euro Jahresumsatz.Linde-KCA-Dresden arbeitet gegenwärtig für ein großesUS-amerikanisches Unternehmen daran, die Kultivierung vonPflanzenzellen im Produktionsmaßstab zu realisieren.* Erläuterungen, siehe: Seiten 36 und 37PhONHOHOMeMeOMeOHOOHMeHOOAcOOBild 3: Antitumormittel Taxol ® – die Ursprungspflanze und die Molekülstruktur.Mit freundlicher Genehmigung von Herrn PD Dr. Dietrich Ober, Institut für Pharmazeutische Biologie, TechnischeUniversität Braunschweig
Seite 4 und 5: 2TitelbildBis Rohstahl als gewalzte
Seite 6 und 7: 4Dr. Joachim von Schéele und Per V
Seite 8 und 9: 6Neues Verfahren spart Energie und
Seite 16 und 17: 14Andreas PrallerBild 1: Formteile
Seite 18 und 19: 16Industriegase als Helfer beim Spr
Seite 20 und 21: 18Industriegase als Helfer beim Spr
Seite 22 und 23: 20Norbert PfeifferGabelstapler mit
Seite 24 und 25: 22Gabelstapler mit BrennstoffzelleG
Seite 26 und 27: 24Gabelstapler mit BrennstoffzelleL
Seite 28 und 29: 26Gabelstapler mit BrennstoffzelleA
Seite 30 und 31: 28Dr. Hans-Jürgen Maaß und Dr. Ka
Seite 34 und 35: 32Neue Trends in der Pharmaindustri
Seite 36: 34Neue Trends in der Pharmaindustri
Seite 39 und 40: Linde Technology Dezember 2004 37Ph
Seite 41 und 42: Linde Technology Dezember 2004 39Bi
Seite 47 und 48: Linde Technology Dezember 2004 45ch

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