Virale Vektoren im Industriemaßstab produzieren Doktorandin der TH Köln optimiert Herstellung von Genfähren
Mit der steigenden Lebenserwartung in Industriestaaten gewinnen innovative Strategien gegen Infektionskrankheiten und genetisch bedingten Krebs immer mehr an Bedeutung. Besonders vielversprechend ist die somatische Gentherapie, für die so genannte virale Vektoren (Genfähren) benötigt werden. Um deren Herstellung im industriellen Maßstab zu verbessern, hat sich Yasemin van Heuvel im Rahmen ihrer kooperativen Promotion an der TH Köln im Labor von Prof. Dr. Jörn Stitz und an der Leibniz Universität Hannover damit beschäftigt, bisherige Methoden zu optimieren und die Herstellung somit effizienter zu machen.
Virale Vektoren sind modifizierte, vermehrungsunfähige Viren. Sie unterscheiden sich von Viruspartikeln insbesondere durch das Fehlen des Viruserbguts. Dieses wird gezielt durch genetische Information – zum Beispiel therapeutische Gene, die einen Gendefekt beheben – ersetzt und in betroffene Zellen des Patienten überführt. Für die Herstellung viraler Vektoren werden so genannte Vektorpartikel-Produktionszellen benötigt. In ihrer Arbeit beschäftigt sich Yasemin van Heuvel mit der Optimierung der biotechnologischen Erzeugung solcher Produktionszelllinien.
Das virale Vektorsystem, das Yasemin van Heuvel in ihrer Arbeit verwendet hat, ist abgeleitet vom Retrovirus Maus-Leukämie-Virus (MLV) und wurde zusätzlich durch das sogenannte Sleeping-Beauty-Transposon-System ergänzt. Bislang wurden MLV-Vektoren bei diesem Verfahren mit Hilfe von so genannten adhärenten Zelllinien erzeugt. Dabei benötigen die Zellen für ihr Wachstum einen stabilen Untergrund auf dem sie anhaften. „Da die Zellen bei diesem Herstellungsverfahren nur auf einer begrenzten Fläche wachsen können, ist eine Produktion in größerem Maßstab zeit-, arbeits- und kostenintensiv“, so van Heuvel.
Suspensionszelllinien machen Produktion effizienter
Um die Produktion effektiver zu gestalten, hat die Doktorandin die adhärenten Zellen durch so genannte Suspensionszellen ersetzt und innerhalb von drei Wochen genetisch stabil verändert. „Die einzelnen Zellen wachsen dabei nicht wie adhärente Zelllinien auf einem festen Untergrund, sondern bewegen sich gleichsam frei schwimmend in einer Nährlösung – der Suspension, welche kontinuierlich geschüttelt wird. Dadurch vergrößert sich das Produktionsvolumen enorm: adhärente Zelllinien erzeugen virale Vektoren in Millilitermaßstäben, mittels Suspensionszelllinien kann in Litermaßstäben und somit in Bioreaktoren produziert werden.“ In einer Kooperation mit einer Arbeitsgruppe des Max-Planck-Instituts für Bioprozesstechnik wird die Produktion in solchen Bioreaktoren zurzeit optimiert.
Da das Wachstum von Zelllinien in Suspension im Laufe der Zeit abnimmt, bedarf es optimaler Bedingungen und Handhabung im Herstellungsprozess – so müssen die Zellen bei immer gleicher Zelldichte zur Vektorernte ausgesät werden und es muss sichergestellt werden, dass kontinuierlich große Mengen an viralen Vektoren produziert werden. Die Doktorandin hat die Suspensionszelllinien über einen Zeitraum von vier Monaten kultiviert und berichtet: „Wir konnten feststellen, dass die Produktionszellen kontinuierlich und genetisch stabil virale Vektoren erzeugt haben. Das vergrößert nicht nur das Produktionsvolumen, sondern ermöglicht auch eine langfristige und kostengünstige Herstellung“, so van Heuvel.
In ihrer Promotionsarbeit hat van Heuvel in Kooperation mit dem Paul-Ehrlich-Institut in Langen die von ihr erzeugten viralen Vektoren an Blutstammzellen der Maus, den sogenannten hämatopoetischen Stammzellen, getestet und konnte diese effizient genetisch verändern. „Frau van Heuvel verdeutlicht in ihrer Arbeit das immense Potential von Suspensionszelllinien zur Produktion viraler Vektoren für die Entwicklung neuer Gentherapien“, sagt Prof. Dr. Jörn Stitz von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der TH Köln.
Die kooperative Promotion von Yasemin van Heuvel wird an der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der TH Köln von Prof. Dr. Jörn Stitz sowie Prof. Dr. Thomas Scheper vom Institut für Technische Chemie der Leibniz Universität Hannover betreut.
Wissenschaftliche Veröffentlichung:
Yasemin van Heuvel, Karen Berg, Tanja Hirch, Kristina Winn, Ute Modlich, Jörn Stitz: Establishment of a novel stable human suspension packaging cell line producing ecotropic retroviral MLV(PVC-211) vectors efficiently transducing murine hematopoietic stem and progenitor cells. Journal of Virological Methods, Volume 297.
https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2021.114243
weitere Beiträge
TH Köln entwickelt intelligente Steuerung für elektrische Dampferzeuger
Die meisten kennen Dampf aus dem Haushalt, der beim Bügeln und Kochen entsteht. Eine große Rolle spielt Dampf in der Industrie: mittels elektrischer Dampferzeuger kommt er unter anderem zu Reinigungszwecken zum Einsatz. Ein Forschungsteam der TH K...
Vorbereitung auf das Medizinstudium: Online-Infoveranstaltung am 26. August 2022
Medizinisches Vorsemester, Intensivkurse Chemie oder Physik und TMS-Vorbereitung – das sind Optionen, gut vorbereitet in das Medizinstudium zu starten. Bereits seit 25 Jahren ermöglicht das Institut für Medizin und Biologie (IFBM) am RBZ Rheinisch...
ALPHAVILLE präsentieren mit "Eternally Yours" ihre größten Hits, neu aufgenommen mit dem Deutschen Filmorchester Babelsberg
"Eternally Yours" kommt am 23.09.2022 und wird über Neue Meister / Edel Classics veröffentlicht.
Alphaville, der größte deutsche Synth-Pop-Export und Schöpfer der legendären 80s-Hymnen "Big in Japan", "Sounds like a Melody" und "Forever Young", wa...
9. Multiphonics Festival in Köln, Wuppertal und Düsseldorf Vielfalt zwischen Jazz und World Music
Köln, 1. August 2022. Mit der 9. Ausgabe des Multiphonics Festival vom 15. bis 26. September 2022 dürfen sich alle Musikfans wieder auf eine einzigartige Mischung aus genreübergreifender Vielfalt und überraschenden Begegnungen von Jazz bis World M...
Auf in die Welt – Deine Messe für Schüleraustausch
High School, Internate, Privatschulen, Gap Year, Sprachreisen, Au Pair, Demi Pair, Freiwilligendienste, Praktika, Work & Travel
Die Auf in die Welt - Messe ist eine ausgezeichnete Gelegenheit für Schüler, Eltern und Pädagogen, die sich umfassend ...
weitere Informationen
1001 TAKT x MIRATH:MUSIC
Das ARTpolis Community Arts & Music Lab des BIM e.V. bringt in Kooperation mit dem Goethe-Institut Bonn und dem Goethe Institut Jordanien erstmalig die Wanderausstellung Mirath:Music über das musikalische Erbe aus Westasien und Nordafrika nach Deu...
Einzigartiges Projekt versorgt fortan 400 Schulkinder: Frühstück für Pänz rollt auf den Schulhof
Köln, Seit Februar versorgen die Mitarbeitenden des Projektes „Frühstück für Pänz“ bis zu 250 Schulkinder mit einem Frühstückssnack an der Kurt-Tucholsky-Schule. Dafür rollt derzeit an drei Wochentagen das „Frühstücksmobil“ auf den Schulhof. Das A...
MILK & SUGAR ‘BEACH SESSIONS 2022’
Back to life – der Sommer 2022 kann kommen. Ein unbeschwerter Sommer ohne Beschränkungen und Auflagen. Sonne, Strand, Party, Ibiza, Festivals, Clubs, alles ist möglich und Milk & Sugar liefert mit seiner neusten Ausgabe der „Beach Sessions“ Serie ...
ZDF-Thrillerserie The Tourist - Duell im Outback 1
Die erste Staffel der preisgekrönten TV-Serie The Tourist – Duell im Outback erzählt die spannende, wendungsreiche Geschichte über die Suche eines Mannes nach seiner Identität und vereint dabei eine Reihe exzentrischer Figuren in einem düster-skur...