Forschungsgruppen der Technischen Fakultät

Trotz aller Fortschritte ist die Entwicklung von Fermentationsprozessen mit Säugerzellen in vielen Bereichen immer noch ein empirischer, auf Erfahrungen basierender Prozess, da das qualitative, insbesondere aber das quantitative Verständnis für die intrazellulären Vorgänge sowie deren Regulation nach wie vor sehr lückenhaft ist. Gleichzeitig besteht vor dem Hintergrund des steigenden Kostendrucks im Gesundheitswesen und des zunehmenden Wettbewerbs zwischen den pharmazeutischen Unternehmen (z.B. durch das Auslaufen des Patentschutzes einiger umsatzstarker) ein hohes wirtschaftliches und gesellschaftliches Interesse an einer deutlichen Effizienzsteigerung in der Entwicklung und Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe mit tierischen Zelllinien.

In diesem Kontext beschäftigt sich die Arbeitsgruppe für Zellkulturtechnik unter Leitung von Prof. Dr. Thomas Noll seit einigen Jahren intensiv mit der Entwicklung und Anwendung von Methoden der funktionellen Genomforschung zur Untersuchung von Produktionszelllinien (CHO und human) unter Prozessbedingungen. Dies umfasst Arbeiten zur Genomsequenzierung, Epigenetik (insb. DNA-Methylierung), Transkriptomanalytik (mittels Mikroarray und RNAseq), Proteomanalyse (DIGE und Phosphoproteom), intra- und extrazelluläre Metabolomanalytik sowie Glykoanalytik (zur Beurteilung der Produktqualität).

Diese Methoden werden eingesetzt, um fermentative pharmazeutische Produktionsprozesse auf zellulärer und molekularer Ebene zu verstehen und aus den Erkenntnissen abgeleitet, optimierte Kultivierungsverfahren und optimierte Zelllinien zu entwickeln. Zukünftig wollen wir uns besonders der Frage der Heterogenität in biotechnologischen Prozessen widmen.

Dabei interessieren uns z.B. folgende Fragen:

1. Wie homogen ist eine eigentlich monoklonale Zellkultur unter Prozessbedingungen tatsächlich?
2. Welche epigenetische Veränderungen treten während der Zellkultivierung und Passagierung auf und welchen Einfluss haben diese Veränderungen auf den Prozessverlauf?
3. Wie kann ein Fermentationsverlauf zuverlässig vorhergesagt werden?
4. Woher resultieren die Heterogenitäten auf der Ebene der Produktqualität (insb. Glykosylierung)?

Die Arbeitsgruppe für Zellkulturtechnik ist seit Jahren aktives Mitglied im Bielefelder Centrum für Biotechnologie (CeBiTec) und dort in einer Vielzahl von Projekten und Initiativen involviert.

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