Biopharmaceuticals

Entwicklung – Optimierung – Produktion

Nachbericht

Biopharmazeutika der nächsten Generation

270 Teilnehmer und 27 Aussteller aus neun Ländern in Benediktbeuern
Technologien für verbesserte und noch spezifischere biologische Wirkstoffe
Roche in Penzberg wieder strategischer Partner des internationalen Forums

Biotechnologisch hergestellte Arzneimittel, sogenannte Biopharmazeutika, sind ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Therapien: Hoch wirksam und spezifisch binden sie an krankheitsrelevante Zielmoleküle oder ersetzen lebensnotwendige Proteine. Jedes vierte neu zugelassene Medikament ist bereits ein Biopharmazeutikum. Auch künftig sind weitere neue biologische Wirkstoffe zu erwarten; knapp 500 potenzielle Kandidaten befinden sich derzeitig in der klinischen Prüfung.

Die Bayern Innovativ GmbH konzipierte und organisierte gemeinsam mit Roche zum zweiten Mal das Kooperationsforum "Biopharmaceuticals", das am 18. Mai 2010 in Benediktbeuern stattfand. Mit 270 Teilnehmern aus neun Ländern und 27 Ausstellern verzeichnete es wieder einen herausragenden Zuspruch. Thematische Schwerpunkte des Forums waren innovative Technologien zur Entwicklung neuer Molekülstrukturen, zur Optimierung biopharmazeutischer Arzneimittel und zur Verringerung der Produktionskosten.

Am Vortag zum Kooperationsforum bekamen 90 Teilnehmer die Möglichkeit, die Produktion biopharmazeutischer Wirkstoffe bei Roche in Penzberg im Rahmen einer Besichtigung zu erleben und hatten anschließend Gelegenheit zu intensivem fachlichen Austausch. Das Rahmenprogramm war ein idealer Auftakt für das Forum und wurde von den Teilnehmern als hervorragend bewertet.

Die nachfolgenden Inhalte sind wie folgt gegliedert:

Strategien und Markttrends biopharmazeutischer Entwicklungen

„Personalisierte Medizin ist der Weg der Zukunft", betonte Dr. Ralf Schumacher, Head of Biologics Research bei Roche in Penzberg. Rund zwei Drittel des Umsatzes werden bei Roche bereits mit Biopharmazeutika generiert, dabei wird auf gezielte und frühe Diversifizierung gesetzt. Durch umfassendes Biologieverständnis möglicher Krankheitstargets, neuartiger Molekülstrukturen und Wirkmechanismen sowie eine passende Biomarkerstrategie gilt es frühzeitig zu erkennen, welche Patientengruppe von einer Behandlung mit den innovativen und hoch spezifischen Wirkstoffen profitiert. In der Entwicklungspipeline befinden sich dabei neue Antikörper, aber auch neuartige Molekülstrukturen gewinnen immer mehr an Bedeutung.

Monoklonale Antikörper sind derzeitig die „Gewinner der Biotechszene", wie Dr. Frank Mathias, Vorsitzender vfa bio, anhand von Branchendaten dokumentierte. Nach dem aktuellen Report hat sich der Umsatz mit monoklonalen Antikörpern seit 2004 mehr als verdoppelt. Der Umsatz mit Biopharmazeutika beträgt in Deutschland bereits 4,7 Mrd. Euro und macht 16 Prozent am Gesamtpharmamarkt aus. Biopharmazeutika besitzen aufgrund ihres einzigartigen Wirkprinzips einen wesentlichen therapeutischen Nutzen für Patienten, beispielsweise bei der Behandlung von Krebs, Multipler Sklerosis oder rheumatoider Arthritis. Insbesondere ist auch die gezielte Entwicklung von Biopharmazeutika für Kinder hervorzuheben: rund 200 Medikamente sind bereits speziell für Kinder zugelassen, wie Wachstumshormone, Insuline oder Enzymersatztherapien bei Morbus Pompe.

Einen Blick in die Zukunft gewährte Cluster-Sprecher Prof. Dr. Horst Domdey. Zahlreiche Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft aus dem Großraum München werden im Rahmen des BMBF-Spitzenclusterprojektes m4 zum Thema personalisierte Medizin zusammengeführt. In dessen Rahmen werden über einen Zeitraum von fünf Jahren Projekte mit einem Gesamtvolumen von 80 Millionen Euro abgewickelt; davon 40 Millionen vom BMBF. Rund 50 Prozent der Aufwendungen werden hierbei von den Firmen eingebracht. Insbesondere junge Biotech-Unternehmen sollen damit auf den Weg gebracht werden, um „Erfindungen in Innovationen zu überführen".

Neue Antikörper und alternative Scaffolds

Antikörper können durch gezieltes Proteinengineering weiterentwickelt werden. Forschungsanstrengungen konzentrieren sich beispielsweise auf die Entwicklung multifunktionaler Antikörpern, das Design verkürzter Antikörper bzw. Antikörperfragmente oder das Glykoengineering.
Bi-spezifische Antikörper, wie sie von Dr. Dominik Rüttinger, Micromet AG, vorgestellt wurden, binden beispielsweise gleichzeitig Rezeptorzelle (Krebszelle) und Immunzelle (T-Zelle). Durch die spezifische Bindung erfolgt die Einleitung des programmierten Zelltods (Apoptose) der Rezeptorzelle sowie die Freisetzung von Zytokinen für eine effizientere Eliminierung der Krebszellen.
Neben Antikörpern spielen auch neuartige Molekülstrukturen ("scaffolds") eine wachsende Rolle. Hierzu zählen u. a. Ankyrine - dies sind Repeatmoleküle für hoch spezifische Protein-Protein-Wechselwirkungen. Mittels der DARPin (Designed Ankyrin Repeat Protein) Technologie, die von Dr. Christian Zahnd von Molecular Partners AG aus der Schweiz vorgestellt wurde, lassen sich die Wirkstoffe schnell und effizient entwickeln und kostengünstig in Bakterien herstellen.
Therapeutische Proteine, wie Antikörper, sind glykosylierte Moleküle, d. h. sie enthalten Zuckerreste. Durch eine optimierte Glykosylierung in humanen Zelllinien können die Wirkstoffeigenschaften von Biopharmazeutika verbessert werden. Die Glycoptope hat, wie Dr. Steffen Goletz zeigte, eine Technologieplattform entwickelt, die eine voll humane und verbesserte Glykosilierung biopharmazeutischer Produkte ermöglicht.
Durch die von Sloning BioTechnology GmbH entwickelte slonomics® Technologie können gezielt Varianten biologischer Proteine erstellt und optimiert werden. Die Technologie, die Dr. Heinz Schwer vorstellte, bietet dabei beispielsweise Vorteile bei der Diversifizierung von Antikörpern für bestimmte Patientengruppen.

Technologien für verbesserte pharmakologische Eigenschaften

Die Verweildauer biologischer Wirkstoffe im Körper kann durch Vergrößerung des Molekülvolumens und eine damit verzögerte Ausscheidung über die Niere verlängert werden - Medikamente müssen dann seltener verabreicht werden. Hierzu wurden zwei Methoden präsentiert: die PASylierung von Prof. Dr. Arne Skerra, Technische Universität München und XL-protein GmbH, und die HESylation® Technologie von Dr. Peter Vorstheim, Fresenius Kabi aus Friedberg im Taunus. Bei der PASylierung wird ein Fusionsprotein aus dem therapeutischen Protein und einem aus den Aminosäuren Prolin, Alanin und Serin aufgebauten Polypeptid exprimiert. Hieraus ergibt sich gegenüber anderen Methoden der Vorteil, dass keine zusätzlichen Arbeits- und Aufreinigungsschritte erforderlich sind. Bei dem Verfahren der HESylierung wird Hydroxyethylstärke (HES), eine aus Maisstärke gewonnene Substanz, verwendet und bietet u. a. Vorteile hinsichtlich Immunogenität.

Dr. Michael Haller von Halozyme aus San Diego, USA, zeigte eine Technologie basierend auf dem Enzym Hyaluronidase, die künftig auch eine subkutane Darreichung biologischer Wirkstoffe ermöglicht, also eine Injektion der Medikamente unter die Haut. Dieser technologische Ansatz fand Interesse bei den Referenten und den Teilnehmern.

Innovative Technologien für die Produktion von Biopharmazeutika

Der Einsatz neuartiger Technologien kann auch Herstellungsprozesse optimieren. Dies illustrierten Dr. Marco Jenzsch, Roche, anhand der Modellierung von Fermentationsprozessen und Dr. Dorothee Ambrosius, Boehringer Ingelheim, am Downstream Processing.
Künftig könnten auch Pflanzen als alternative Produktionssysteme für biopharmazeutische Arzneimittel eine Rolle spielen, so Dr. John Butler, Bayer Innovation, Leverkusen. Eine kostengünstige Herstellung individueller Wirkstoffe scheint damit machbar, z. B. die Produktion individualisierter Vakzine gegen bestimmte Krebsarten.

Das Gesamtkonzept sowie das fachliche Niveau und der Informationsgehalt der Vorträge fanden großen Zuspruch bei den Teilnehmern der Veranstaltung. Eine besondere Anerkennung ist die Äußerung des Hauses Roche am Veranstaltungstag, dass sie in Anbetracht der Innovationsdynamik spätestens in zwei Jahren gerne wieder ein derartiges Forum mit Bayern Innovativ ausrichten würden.

Ansprechpartner:
Dr. Borris Haupt
Dr. Matthias Konrad