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Biopharmazeutische Medikamente

Fragen aus der Vorlesung Biotechnologie

Fragen aus der Vorlesung Biotechnologie

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Langue Deutsch
Catégorie Histoire naturelle
Niveau Université
Crée / Actualisé 10.01.2017 / 21.01.2019
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Étudier

Was sind Biotherapeutika?

  • Gentechnisch hergestellte Medikamente
  • zurzeit gibt es 200 solcher Medis auf dem Markt und 600 befinden sich im Stadium klinischer Tests

Beispiele für Proteinpharmazeutika

Antikörper:

  • Avastin (Darmkrebs)

Enzyme/Hormone

  • Insulin
  • EPO (Erythropoetin gegen Anämie)

Cytokine (regulatorische Eiweisse zur Steurerung der Immunabwehr)

  • Inteferon: Krebs, Allergien, Asthma, Arthritis und andere In- fektionen 
  • Interleukine: Krebs, HIV und strahlen- oder chemikalieninduzierte Knochenmarksschwäche 

Impfstoffe

  • Influenza, HPV...

Nennen und vergleichen Sie 6 Produktionsorganismen für die Herstellung von Biopharmazeutika 

  • Bakterien
  • Hefe
  • Transgene Pflanzen und Tiere
  • Säugerzellen 
  • Insektenzellen

Was ist EPO?

Erythropoetin ist ein Glykoprotein und dient der Stimmulierung der Erythrozytenbildung. Wird angewendet bei schweren Nierenschäden, chron. Anämie, Chemo, HIV und als Vorbreitung der Eigenblutspende

Wie lässt sich EPO grosstechnisch Herstellen?

Upstreaming

  •  Medienherstellung und Sterilfiltration

  •  Inokulumanzucht in T- und Spinner- flaschen unter Einsatz von CO2- Inkubatoren (37 °C, 5-7 % CO2)

  • Massenvermehrung in Klein- fermentern (Rührreaktoren)

  • Fed Batch  Fermentation

Downstreaming

  • Trennung Biokatalysator und Kulturbrühe
  • Chromatographische Reinigung (Reinprodukt EPO)
  • Chemische, biochemische und immunologische Charakterisierung Endprodukt
  • Herstellung von Injektionslösungen

 

Was ist ein Vakzin? 

Antigene Stoffe mit der Fähigkeit, eine spezifische, aktive Immunantwort gegen das infizierende Antigen oder das von ihm gebildete Toxin oder Antigen zu induzieren 

Aktive vs. passive Immunisierung

aktiv: 

  •  Dem Patienten werden Antigene injiziert.

  • Es wird keine sofortige Immunität gewähr- leistet.

  • Bis zur Bildung der schützenden Anti- körpermenge vergehen mehrere Tage. 

passiv

  • Dem Patienten werden Antikörper (Immunoglo- buline) humaner oder tierischer Herkunft gegen Erreger verabreicht.
  • Es besteht ein sofortiger Infektionsschutz 

Nennen Sie 5 Meilensteine aus der Geschichte der Vakzinentwicklung 

1796: erster Impfstoff: Entnahmevon  Flüssigkeit aus Pusteln einer Melkerin mit aktiver Kuhpockeninfektion und ritzte mit darin getränkter Nadel die Haut von Freiwilligen ein → Pockenimpfung initiiert, die zur Ausrottung der Variolaviren führte 

1881: Louis Pasteur zeigt Wirksamkeit einer Schutzimpfung von Schafen gegen Milzbrand 

Verdienste von Robert Koch (1843-1910) Bewies als erster, dass Cholera, Milzbrand, Tuberkulose und Pest durch Bakterien verursacht werden

1961: Einführung der ersten Schluckimpfung gegen Kinderlähmung (orales Poliomyelitis-Vakzin, OPV) 

Impfstoffarten: attenuiert

attenuiert = abgeschwächt

  • Enthalten stark abgeschwächte, aber noch lebende Bakterien oder Viren

  •  Starke Immunantwort

  •   Immer Restrisiko, dass Inaktivierung nicht ausreichend → Krankheit bricht aus → Impfunfälle

  •  MMR-Vakzin und Windpockenimpfstoff

 

Impfstoffarten: Totipfstoffarten

  •   Inaktivierte, komplette Erreger wie Viren und Bakterien

  • Schwächere Immunantwort als attenuierte Impfstoffe → mehr- malige Verabreichung notwendig

  •  Inaktivierung erfolgt durch che- mische Behandlung mit Formalin oder Paraformaldehyd bzw. physikalisch durch Hitze oder Bestrahlung

  •   Impfstoffe gegen Cholera, Typhus und Polio 

Impfstoffarten: Subunit-Impfstoffe 

Untereinheitsimpfstoffe

  • Haben sich aus attenuierten und inaktivierten Impfstoffen entwickelt → immer populärer geworden

  • Enthalten nur Teile von Krankheitserregern wie de- finierte Proteine oder komplexe Lipide aus der Hülle des Erregers 

  • Beispiel Twinrix Impfung

Impfstoffarten: Rekombinant

  • Rekombinante Viren oder Bakterien als Antigenträger verwendet und in harmlose Erreger wird Vaccinia- Virus oder gentechnisch abgeschwächte Erreger-DNA übertragen, die relevante Antigene von Krankheits- erregern kodiert

  • Vorteil: Virus in normalem Wirt (i.R. Säugerzellen) vermehrungsfähig ohne Schaden des Wirts 

  • Beispiel Hep B (Engerix)

Zeigen Sie am Beispiel der Influenzaimpfstoffproduktion 3 Herstellungsmöglichkeiten auf! Erläutern Sie Vor- und Nachteile 

Traditionell: Lebend-Influenzaviren in embryonierte Hühnereier injiziert 

Nachteil: 

  • Arbeit- und Zeitintensiv

  • Produktion Abhängig von der Verfügbarkeit von Hünereiern (1 Ei = 1 Impfdosis)

  • Allgergiegefahr wegen Eiweiss

Säugerzelllinien: Hundenierenzellen (MDCK) als Wirtszellen für Virus 

Vorteile: 

  • verkürzte Produktionszeit
  • Wirkstoff kann in N2 gelagert werden
  • Allergieverträglicher

Nachteil: teuer

Alternative 2: Kultivierung von Insektenzellen in Verbindung mit genetisch veränderten BEVS (Baculovirus Expression Vector System)

Vorteile:

  • Lassen sich einfacher kultivieren als Säugerzellen
  • Lassen sich leicht mit BEVS infizieren
  • Liefern schneller Produkt als Säugerzellen 
  • stärkerer und längerer Impfstoff

Trends der Impfstoffentwicklung 

Im Fokus stehen aktuell Impfstoffe zur Bekämpfung von Krebs- und Autoimmunerkrankungen 

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