Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grippeimpfstoffe ganz ohne Hühnereier

06.08.2009
Zwei neue Designer-Zelllinien eignen sich dazu, Vakzine gegen Influenza herzustellen

Bislang werden Grippeimpfstoffe primär aus bebrüteten Hühnereiern gewonnen. Max-Planck-Wissenschaftler haben jetzt Wachstum, Stoffwechsel und Virusvermehrung zweier neuer Designer-Zelllinien untersucht und deren Eignung als Wirtszellen für die Herstellung von Impfstoffen in Bioreaktoren getestet. Die Vogelzelllinien AGE1.CR und AGE1.CR.pIX wurden von der Firma ProBioGen AG (Berlin) in Kooperation mit IDT Biologika GMBH (Dessau-Tornau) entwickelt. Offenbar eignen sich diese Zellen sehr gut, um Impfstoffe gegen ein breites Spektrum von Viren zu entwickeln. Das Ziel der Wissenschaftler ist es, den Weg für eine optimierte Produktion von Grippeimpfstoffen in Zellkulturen zu bahnen. (Vaccine, 6. August 2009)


Lichtmikroskopische Aufnahmen von AGE1.CR (links) und AGE1.CRpIX Zellen (rechts). Die Aufnahmen stammen aus 24 Stunden alten T-Flaschen-Kulturen. Die CR Zellen zeigten nach der gleichen Kultivierungsdauer höhere Zellkonzentrationen und einen geringeren Aggregationsgrad in der unbewegten Kultur als CR.pIX Zellen. Der Balken gibt eine Länge von 100µm an. Bild: MPI für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg / Verena Lohr

Impfstoffe in ausreichender Menge zu produzieren, stellt eine der größten Herausforderungen der Biotechnologie dar - gerade auch angesichts drohender Pandemien der Schweine- und Vogelgrippe. Neben einer schnellen Diagnostik und der raschen Isolierung von Impfstämmen ist es vor allem entscheidend, tierische und humane Zelllinien zu kultivieren, die sich zur Herstellung von viralen Tot- und Lebendimpfstoffen eignen.

Die Mehrzahl aller zugelassenen Impfstoffe gegen Influenza wird gegenwärtig in Hühnereiern hergestellt. Im Fall einer Pandemie, so befürchten Experten, könnten allerdings die Impfstoffe weder in den benötigten Mengen noch schnell genug zur Verfügung stehen. Zudem besteht das Risiko allergischer Reaktionen auf Hühnereiweiß. Dies stellt die Forschung vor die Aufgabe, die Produktion von Impfstoffen auf Wirtszellen umzustellen, in denen sich das Virus ebenso gut vermehren lässt.

Die Fachgruppe Bioprozesstechnik am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg verfügt bereits seit vielen Jahren über das Know-how, Säugerzellen zur Impfstoffgewinnung zu kultivieren. Nun haben die Magdeburger Wissenschaftler anhand zweier Virentypen überprüft, ob sich neue Enten-Zelllinien als Wirtszellen für die Grippeimpfstoffherstellung eignen. Dabei arbeiteten sie eng mit der ProBioGen AG in Berlin zusammen, ein auf Säugerzell-Engineering und Zellkulturen spezialisiertes Unternehmen.

Zwei Zelllinien im Vergleich

Gegenwärtig werden als Alternative zu bebrüteten Hühnereiern MDCK-Zellen aus Hunden (Madin Darby Canine Kidney Cells), Verozellen aus der Meerkatze und PER.C6-Zellen aus humanen Zellen genutzt, um neue Verfahren zur Produktion von Grippeimpfstoffen zu etablieren.

Die Zellen der neu entwickelten Linie (AGE1.CR) wurden aus Vorläuferzellen der Netzhaut (Retinoblasten) von Embryonen der Moschusente gewonnen. Diese bieten für die biopharmazeutische Anwendung den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu Hühnerzellen nur wenige virale Elemente im Erbgut tragen. Damit wird das Risiko von unvorhergesehenen Veränderungen in der Zelle während der Produktion minimiert. Darüber hinaus wurde ihre Herkunft eindeutig dokumentiert, als sicher eingestuft und sämtliche bisherigen Arbeitsschritte und Passagen dokumentiert. Die Entenzellen sprechen außerdem auf mehrere Viren an, wie z. B. Influenza-Viren, stark abgeschwächte, modifizierte Pockenviren (MVA-Viren) sowie Tollwut- oder Herpesviren.

Die neuen Zellen wachsen in Suspension. Sie benötigen kein Serum, das teuer ist und zudem zu unerwünschten Kontaminationen mit Fremderregern führen kann. Darüber hinaus lässt die meist unterschiedliche Qualität einzelner Chargen die Prozessausbeuten oft erheblich schwanken. Im Gegensatz dazu sind Verfahren, die in definiertem serum-freiem Medium stattfinden, besser reproduzierbar. Da die genaue Zusammensetzung solcher Medien gezielt verändert werden kann, eignen sich diese besonders gut zu Studien, die Einflussgrößen auf Zellwachstum und Virusvermehrung untersuchen und die Prozesse durch mathematische Modelle beschreiben.

Der Zelllinie AGE1.CR wurde ein zusätzliches Gen mit auf den Weg gegeben, das die Virusausbeute steigern soll. "Wir konnten also zwei Zelllinien vergleichen - die ursprüngliche und die modifizierte (AGE1.CR.pIX). Wir haben untersucht, unter welchen Bedingungen sich Zellen und Viren optimal vermehren und welche Prozessparameter für die Impfstoffherstellung entscheidend sind", sagt Udo Reichl, Direktor am Max-Planck-Institut Magdeburg und Leiter der Fachgruppe Bioprozesstechnik.

Verhaltenstest für Zellen

Die neuen Zelllinien wurden von der Magdeburger Forschergruppe zunächst unter verschiedenen Bedingungen kultiviert, um das Wachstum und den Stoffwechsel der Zellen zu untersuchen. Primäres Ziel war dabei zunächst, möglichst hohe Zellkonzentrationen zu erreichen, da mehr Wirtszellen auch höhere Virusausbeuten erwarten lassen.

Mit beiden Zelllinien konnten hohe Zelldichten von bis zu fünf bis acht Millionen Zellen pro Milliliter erreicht werden, wobei sich der Einsatz von Schüttelkolben und Bioreaktoren als am vorteilhaftesten erwies. "Im Vergleich der eingesetzten Kultivierungssysteme konnten wir deutliche Unterschiede im Stoffwechsel feststellen", sagt Udo Reichl. Die Forscher haben im Vergleich beider Zelllinien zudem beobachtet, dass die AGE1.CR.pIX Zellen langsamer wachsen als ihre Doppelgänger ohne Gen. Anscheinend sind der Stoffwechsel und damit das Zellwachstum durch dieses Gen verändert.

Anwendung in der Produktion denkbar

Die Vogel-Designerzellen zeigten für Influenzaviren eine ebenso gute Produktivität wie MDCK- und Vero-Zellen, den bisher gängigen Produktionszelllinien für Humanimpfstoffe. Die Virusausbeuten machen zudem eine Großproduktion von Grippeimpfstoffen in serum-freien Medien möglich. "Die AGE1.CR Zellen können sich als industriefreundliche Zelllinie etablieren", ist Udo Reichl überzeugt.

Originalveröffentlichung:

Verena Lohr, Alexander Rath, Yvonne Genzel, Ingo Jordan (ProBioGen), Volker Sandig (ProBioGen), Udo Reichl
New avian suspension cell lines provide production of influenza virus and MVA in serum-free media: Studies on growth, metabolism and virus propagation

Vaccine, Volume 27, Issue 36, 6. August 2009, doi: 10.1016/j.vaccine.2009.05.083, Pages 4975-4982

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Prof. Dr.-Ing. Udo Reichl, Leiter Fachgruppe Bioprozesstechnik
Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg
Tel.: +49 391 61 10-200
E-Mail: reichl@mpi-magdeburg.mpg.de
Dipl.-Biotechn. Verena Lohr, Fachgruppe Bioprozesstechnik
Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg
Tel.: +49 391 61 10-210
E-Mail: lohr@mpi-magdeburg.mpg.de
Gabriele Krätzer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg
Tel.: +49 391 61 10-144
E-Mail: presse@mpi-magdeburg.mpg.de

Dr. Felicitas von Aretin | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung
26.04.2017 | Universität Ulm

nachricht Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt
26.04.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie