500.000.000 Eier für Impfstoffe – bald könnte es ohne sie gehen

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Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer techn. Systeme

Höhere Viruskonzentrationen als bei jedem bisher bekannten Verfahren

„Unsere Fortschritte sind sehr vielversprechend“, sagt Yvonne Genzel, die am Magdeburger Max-Planck-Institut ein Team in der Arbeitsgruppe Bioprozesstechnik leitet. „Die neue Perfusionsmethode ermöglicht es, Viren auf kleinem Raum in extrem großer Menge zu erzeugen. Wir haben damit für Zika und Gelbfieber höhere Viruskonzentrationen erreicht, als sie jedes bisherige Verfahren liefern konnte.“

Perfusionsmethoden könnten vor allem dann gut geeignet sein, große Mengen von Viren zu produzieren, wenn die Virenausbeute pro Zelle sehr gering ist. „Es wäre gut, wenn diese Technik bald auch von Impfstoffherstellern in großem Maßstab eingesetzt würde“, erklärt Udo Reichl, der Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme ist und die Arbeitsgruppe Bioprozesstechnik leitet. „Die Methode sollte es ermöglichen, die Produktion flexibler an den Bedarf anzupassen und für schwierig zu vermehrende Viren endlich einen effizienten und ökonomischen Herstellungsprozess zu finden.“

Impfungen sind für Flavivirus-Infektionen wie Gelbfieber essentiell

Flaviviren werden meist über Stechmücken auf den Menschen übertragen und lösen Infektionskrankheiten aus, die, wie das Gelbfieber, tödlich verlaufen können. Eine Infektion mit Flaviviren lässt sich derzeit nicht heilen, Medikamente lindern nur die Symptome. Impfungen können jedoch vor einigen der Erreger schützen.

Seit 1937 gibt es bereits einen Lebendimpfstoff gegen Gelbfieber, doch seit die ersten Produktionsprozesse etabliert wurden, hat sich die Herstellungsmethode nicht grundlegend verändert. Noch immer vermehren Pharmaunternehmen die Viren in Hühnerembryos. Aus Viren ohne krankmachenden Eigenschaften, stellen sie dann Lebendimpfstoffe her. Zum einen benötigen sie dafür von Fremdstoffen und anderen Erregern unbelastete Eier, zum anderen dauert die Produktion eines Impfstoffs auf diesem Weg etwa 12 Monate.

Viren für zehn Millionen Impfdosen nach zwei Wochen

Mit der neuen Herstellungsmethode vermehren sich in einem Bioreaktor mit einem Liter Fassungsvermögen dagegen bereits in zwei Wochen so viele Gelbfieber-Viren, wie für zehn Millionen Impfdosen benötigt werden. „Leider können die Viren nicht direkt durch die Hohlfasermembran geerntet werden, da die Membran mit der Zeit verstopft“, sagt Yvonne Genzel. „Deshalb sind wir dabei auch andere Perfusionssysteme ohne Membran zu testen.“

Ihr Team untersucht zudem, wie die Perfusionsmethoden mit anderen Erregern wie etwa dem Grippevirus, dem japanischen Enzephalitis-Virus und dem Modified-Vaccinia-Ankara-Virus funktionieren. Letzteres ist ein vielversprechender Kandidat, um in der Gentherapie genetisches Material in die Zellen von Lebewesen einzuschleusen. In der Krebsbehandlung werden extrem hohe Viruskonzentrationen benötigt, damit Ärzte mithilfe dieser Methode bisher unheilbare Tumore therapieren können. Wenn sich die Perfusionsmethode in den geplanten Untersuchungen bewähren sollte, könnten Viren also für viele Anwendungen leichter verfügbar werden.

Originalpublikation: Alexander Nikolay, Arnaud Léon, Klaus Schwamborn, Yvonne Genzel, Udo Reichl: Process intensification of EB66® cell cultivations leads to high-yield yellow fever and Zika virus production, Applied Microbiology and Biotechnology, 08. August, 2018

* G. Ebel: Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, 39106 Magdeburg

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