Produktion des rekombinanten, menschlichen Wachstumshormons aus CHO-Zellen im 2 Liter Perfusionsbioreaktor mit Plattensedimenter (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Unter Biotechnologie versteht man unter anderem die Herstellung von Lebensmitteln (z.B. Brot, Käse, Bier und Wein) oder Medikamenten (z.B. Antibiotika, rekombinante Proteine) aus biologischen Systemen im industriellen Maßstab.
Ein Teil der Biotechnologie wird als rote oder auch pharmazeutische Biotechnologie bezeichnet. Hierbei werden Medikamente wie z.B. Interleukine, Interferone, Erythropoietin, t-PA (tissue-plasminogen activator) oder monoklonale Antikörper in Prokaryoten und niederen Eukaryoten sowie in tierischen Zellen produziert. Ein Nachteil der Expression von Proteinen in Bakterien oder Hefen ist, dass sie keine oder keine korrekten, posttranslationalen Modifikationen wie Glykosylierungen oder Phosphorylierungen durchführen. Manche Proteine benötigen jedoch das Anhängen von Zuckerseitenketten, um ihre biologische Wirkung zu entfalten. Deshalb werden Säugetierzellen zur Herstellung von rekombinanten Proteinen eingesetzt, die diese, den Menschen annähernd gleichen, posttranslationalen Modifikationen, durchführen. Ein weiteren Grund für den Einsatz von tierischen Zellen zur Proteinherstellung ist, dass sie das Protein biologisch aktiv ins Nährmedium ausschleusen.
Das Ziel dieser Arbeit war es, das rekombinante, humane Wachstumshormon aus CHO-Zellen (chinese hamster ovary-Zellen) herzustellen. Bis auf einen Prozess der Firma Ares-Serono Pharma (Schweiz), wo das Protein in der adhärent wachsenden Maustumorzelllinie C127 produziert wird, erfolgt die Herstellung des menschlichen Wachstumsfaktors industriell bis heute in E. coli-Zellen. Diese besitzen eine kürzere Verdopplungszeit als Säugetierzellen, sezernieren den menschlichen Wachstumsfaktor jedoch nur ins Periplasma, wo er in Form von Einschlusskörperchen vorliegt. In kostspieligen und zeitaufwendigen Aufarbeitungsschritten müssen die Zellen nach der Fermentation aufgeschlossen und das Protein de- sowie renaturiert werden. Hierbei entstehen große Produktverluste.
Als Fermentationsbetriebsweise wurde ein Perfusionsprozess mit einem 2 Liter Bioreaktor gewählt. Es sollte ein Laborprozess etabliert werden, mit dem eine deutlich höhere Produktkonzentration hergestellt werden konnte, als in T-Flaschen, Spinnern, Superspinnern oder Bioreaktorsatzprozessen möglich war. Als Zellrückhaltungsgerät wurde dabei ein Plattensedimenter (englisch: inclined settler) verwendet. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung und Zielsetzung1
2.Theoretischer [...]