BOKU Magazin 1/2024

LUIZA PUIU / ACIB
SPLITTER
Pflanzliche Antikörper
gegen Viruserkrankungen
Herta Steinkellner
In einem internationalen Forschungsprojekt setzen sich
Forscher*innen der BOKU University, des Austrian Centre
of Industrial Biotechnology (acib) und des amerikanischen
Biotech-Unternehmens Tonix zum Ziel, ein neues
Verfahren zur Herstellung von Antikörpern in Pflanzen
zu etablieren, das schneller, kostengünstiger und nachhaltiger
als derzeitige Produktionswege ist.
Unter der Leitung von Herta Steinkellner hat ein Team
der BOKU und des acib ein spezielles, biotechnologisches
Verfahren etabliert, das auf Proteinen basierende Pharmazieprodukte
in Pflanzen herstellen kann. „Betrachten
wir die molekularen Abläufe in einer menschlichen, Säugetier-
oder Pflanzenzelle, fällt auf, dass viele dieser Vorgänge
einander ähneln. Das hat damit zu tun, dass sich alle
Organismen aus einer Ur-Zelle heraus entwickelt haben.
„Dieses Phänomen nützen wir in unserem Prozessansatz“,
so Steinkellner. Indem die Forscher*innen diese
Zellabläufe gezielt steuern und verändern, können komplexe
Produkte, die normalerweise nur in tierischen und
menschlichen Zellen erzeugt werden, nun in Pflanzen
hergestellt werden.
Das Forschungsvorhaben umfasst einerseits die Optimierung
des Herstellungsverfahrens und andererseits die
Modifizierung der Produkte selbst, eben jene Ziel-Antikörper.
„Dabei verwenden wir molekulares Bioengineering,
um neue Funktionalitäten in fremde Arten einzuschleusen.
Dazu engineeren wir sowohl den Produktionswirt – die
Pflanzen – als auch das finale Produkt – die Antikörper.
Beides zusammen verleiht dem finalen Produkt veränderte,
optimierte Eigenschaften“, so Steinkellner. Die
Forscher*innen infiltrieren die Blätter der Tabakpflanze
Nicotiana benthamia mit einer Suspension, in der die
Antikörper-Gen-Vehikel enthalten sind. Danach schaltet
die zelluläre Maschinerie der Pflanze auf Antikörper-
Produktion um. Fast wie bei der Tabakernte werden die
Blätter – bereits nach zirka einer Woche – geerntet. Durch
die Produktion in Pflanzen kann die Produktionszeit von
Antikörpern auf nur wenige Wochen verkürzt werden.
Neues CD-Labor eröffnet
Am 7. März wurde am BOKU-Standort Muthgasse das Christian
Doppler Labor für Wissensbasierte Produktion von Gentherapievektoren
eröffnet. Geleitet wird das neueste CD-Labor der BOKU
von Astrid Dürauer. Die stellvertretende Leiterin des Instituts für
Bioverfahrenstechnik wird in den kommenden sechs Jahren mit
ihrem Team Wege erforschen, um zu einer wissens- und modellbasierten
Prozessentwicklung und Produktion von rekombinanten
Adeno-assoziierten (rAAV) für die Gentherapie zu gelangen.
rAAVs sind eine vielversprechende Möglichkeit, Krankheiten zu
heilen oder zu behandeln, die durch fehlende oder defekte Gene
verursacht werden. Im neuen CD-Labor sollen die Grundlagen
geschaffen werden, damit künftig diese vielversprechenden Medikamente
effizient und in ausreichender Menge zur Verfügung
gestellt werden können. Das Projekt wird vom Bundesministerium
für Arbeit und Wirtschaft (BMAW) sowie vom Unternehmenspartner
Boehringer Ingelheim GmbH gefördert.
Arbeits- und Wirtschaftsminister Univ.-Prof. Dr. Martin Kocher:
„Gentherapien sind bei seltenen erblichen Krankheiten eine große
Chance auf Linderung und Heilung, ihre Herstellung ist aber sehr
zeitaufwendig und kostspielig. Für die Optimierung der Herstellungsverfahren
bietet wissens- und modellbasierte Prozessentwicklung
große Chancen. Dieses CD-Labor will die dafür nötigen
Grundlagen erforschen. Damit kann der Grundstein gelegt werden
für breiter zugängliche, noch besser verträgliche und auch kostengünstigere
Therapien. Das bringt Hoffnung für die meist sehr
jungen Betroffenen und ihre Familien.“
„Die Kooperation zwischen der BOKU und Boehringer Ingelheim
in diesem Projekt ist ein weiterer Baustein, virale Therapeutika
als eine wichtige Zukunftstechnologie zu etablieren. Viren und
virale Gentherapievektoren bieten neue, hochinnovative Möglichkeiten
zur Behandlung schwerer Krankheiten. Für Patientinnen
und Patienten birgt das ein großes Potenzial, um die Versorgung
bei derzeit noch nicht ausreichend behandelbaren Erkrankungen
zu verbessern“, sagt Dr. Jan Schöning, Leiter Viral Therapeutics
Center Boehringer Ingelheim.
„Zurzeit verstehen wir noch zu wenig darüber, was in den Zellen
bei der Expression von rAAVs vorgeht und wie sich das auf die
Qualität von rAAVs auswirkt. Wir müssen das Zusammenspiel aller
Schritte dieses komplexen Herstellungsprozesses noch viel besser
erforschen, um gezielte Verbesserungen einführen zu können.
Außerdem ist die Überprüfung der Produktqualität derzeit erst
nach Abschluss eines Prozessschritts möglich. Daher werden wir
Sensoren untersuchen, die während des Prozesses wichtige Parameter
aufzeichnen und diesen somit überwachen und steuern“,
erläutert Astrid Dürauer.
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84 Magazin 1 | 2024