PuK - Prozesstechnik & Komponenten 2024
Eine seit mehr als 60 Jahren bestehende Fachzeitschrift mit Themen rund um Einsatz von Pumpen, Kompressoren und Komponenten.
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Pumpen und Systeme<br />
Membrandosierpumpen<br />
Herstellung von Biomolekülen für Arzneimittel<br />
Membrandosierpumpen bewähren sich für<br />
kritische Mischaufgaben in der industriellen<br />
Oligonukleotid-Produktion<br />
Dr.-Ing. Hans-Joachim Johl<br />
Die Größe von Oligonukleotiden<br />
liegt zwischen denen kleiner niedermolekularer<br />
Wirkstoffe, so genannten<br />
APIs (aktive pharmazeutische<br />
Inhaltsstoffe) und großmolekularen<br />
Wirkstoffen, beispielsweise mAbs<br />
(monoklonale Antikörper). Produktionsanlagen<br />
zur Herstellung von<br />
Oligonukleotiden müssen sowohl<br />
mit brennbaren, toxischen Verbindungen<br />
umgehen können als auch<br />
hygienischen Standards zur Wahrung<br />
der biologischen Integrität genügen.<br />
Sie müssen vor allem aber flexibel<br />
einsetzbar und aus Pilotanlagen<br />
heraus skalierbar sein, um idealerweise<br />
verschiedenste Medikamente<br />
synthetisieren und reinigen zu können.<br />
Neben bereits standardisierten<br />
Plattformtechnologien werden auch<br />
kundenspezifische GMP-konforme<br />
Anlagen benötigt. Membrandosierpumpen<br />
in diesen Systemen können<br />
sowohl die Herausforderungen<br />
extremer chemischer Synthesen im<br />
Upstream-Prozess als auch kontaminationsfreie<br />
Downstream-Prozesse<br />
bedienen. Hier ist vor allem die flexible<br />
Herstellung von toxischen und<br />
entflammbaren Fluidmischungen bei<br />
stark variierenden Volumenstromanforderungen<br />
gefragt.<br />
Von seltenen Krankheiten bis hin zu<br />
chronischen Indikationen: Der Bedarf<br />
an Medikamenten auf Oligonukleotid-Basis<br />
nimmt stetig zu. Bei Oligonukleotiden<br />
handelt es sich um<br />
kurze, kleine (= Oligo) Abschnitte genetischer<br />
Sequenzen (RNA und DNA).<br />
Nukleotide sind dabei die Bausteine<br />
aus Nukleinsäuren, wie sie in DNAund<br />
RNA-Ketten auftreten. Somit gehören<br />
Oligonukleotide zu den wichtigsten<br />
Bestandteilen der modernen<br />
Molekularbiologie. Eine der bedeutendsten<br />
Möglichkeiten, Oligonukleotide<br />
mit modifizierten Nukleotiden<br />
zu therapeutischen Zwecken herzustellen,<br />
ist die industrielle DNA- und<br />
RNA-Synthese.<br />
Im Unterschied zu den häufig verwendeten<br />
biopharmazeutisch produzierten<br />
Medikamenten, die auf die<br />
Proteine ausgerichtet sind, zielen Oligonukleotide<br />
auf Störungen im genetischen<br />
Code ab, welche die Ursache<br />
von spezifischen Erkrankungen darstellen.<br />
Damit sind sie prädestiniert<br />
zur Behandlung bisher nicht heilbarer<br />
seltener Erkrankungen, darunter<br />
z. B. neuronale Krankheiten. Ein<br />
erstes so genanntes Antisense-Oligonukleotid<br />
Medikament wurde bereits<br />
1998 als Fomivirsen unter dem Handelsnamen<br />
Vitravene zur Behandlung<br />
von CMV-Virus bei AIDS-Patienten zugelassen.<br />
1 Etliche weitere folgten, darunter<br />
das 2018 zugelassene Partisiran<br />
unter dem Handelsnamen<br />
Onpattro, ein Lipid-Nanopartikel formuliertes<br />
Medikament, das zu den<br />
neueren Oligonukleotid-Therapien<br />
gegen Polyneuropathie gehört. Obwohl<br />
also bereits verschiedene Oligonukleotid-Medikamente<br />
über eine<br />
behördliche Zulassung verfügen, ist<br />
die Etablierung im großtechnischen<br />
kommerziellen Maßstab noch nicht<br />
abgeschlossen. Viele weitere Arzneimittel<br />
befinden sich derzeit in der<br />
klinischen Phase vor der industriellen<br />
Herstellung und damit im Mittelpunkt<br />
fortlaufender Forschungsbemühungen<br />
– zunehmend auch unter<br />
wirtschaftlichen und quantitativen<br />
Aspekten.<br />
Herausforderung: Wirtschaftliche<br />
Produktion von Oligonukleotiden<br />
In der Folge rückt die effiziente und<br />
sichere GMP-Herstellung von Oligonukleotiden<br />
mittels geeigneter Produktionsanlagen<br />
in den Fokus vieler<br />
spezialisierter Unternehmen. Ziel ist<br />
eine maximale Ausbeute bei gleichzeitig<br />
hoher Reinheit. Hersteller aktiver<br />
pharmazeutischer Wirkstoffe<br />
Abb. 1: Produktionsanlagen zur Herstellung von Oligonukleotiden müssen sowohl mit brennbaren,<br />
toxischen Verbindungen umgehen können, als auch hygienischen Standards zur<br />
Wahrung der biologischen Integrität genügen. (Quelle: LEWA)<br />
20 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN <strong>2024</strong>
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