Coronadiagnostika in Pflanzen

Im weiteren Verlauf der Krise werden die Testverfahren, die über den Immunstatus von Patienten Auskunft geben, eine entscheidende Rolle bei der Relaxierung der Steuerungsmaßnahmen bilden, da über solche Assays mit denen Virus-spezifische Antikörperantworten gemessen werden können eine “Freitestung“ erfolgen kann und so Personen identifiziert werden können die, zumindest mittelfristig, nicht erkranken, und auch kein Virus weitergeben können. Bei der Herstellung solcher Immunoassays werden größere Mengen von Virusoberflächenproteinen gebraucht, die in rekombinanten Expressionssystemen hergestellt werden müssen. Wie in fast allen Bereichen die Lösungen für verschiedene Probleme im Zusammenhang mit der Pandemie gibt es auch bei der Produktion solcher Assayreagenzien massive Engpässe, da bei der Herstellung dieser komplexen Moleküle keine mikrobiellen Systeme genutzt werden können. Die am IME etablierte Pflanzenproduktionsplatform stellt ein geeignetes System dar um hier einzuspringen

Im Rahmen des Projekts CDP sollen die am Fraunhofer IME vorhandene Expertise und Infrastruktur genutzt werden, um Varianten des SARS-Cov2 Spike-Proteins transient in Pflanzen herzustellen, um derzeitige Engpässe von Corona-Antigenen für immunologische Schnelltests zu überbrücken. Die in Pflanzen rekombinant hergestellten SARS-Cov2 Oberflächenantigene sollen eine gleichwertige Alternative zu konventionell in tierischen oder menschlichen Zellkulturen hergestellten Proteinen darstellen und als Assayreagenzien in Corona-Schnelltests eingesetzt werden. Die Kombination der transienten Pflanzenproduktionsplattform des IME und einer automatisierten „Vertical Farm“ zur kontinuierlichen Pflanzenproduktion ist hervorragend geeignet, um in der aktuellen Situation Produktionskapazitäten in der Herstellung von rekombinanten Proteinen für Immunoassays zur Bestimmung der SARS-Cov2-spezifischen Antikörperantworten zu überbrücken. Im CDP-Projekt sollen bis zu acht verschiedene, auf dem SARS-CoV2 Spike-Protein-basierende Konstruktvarianten im Hinblick auf Produktausbeuten, Qualität, Produktionskosten und Funktionalität untersucht werden. Nach der Ableitung und Klonierung der Konstrukte werden diese in Agrobakterien transferiert und zur transienten Expression im Labormaßstab genutzt. Die exprimierten Proteine sollen dann zur weiteren Charakterisierung gereinigt und in Assays mit Patientenseren mit konventionell produzierten SARS-CoV2 Spike-Protein in Zusammenarbeit mit dem IME-TMP und des Universitätsklinikums Frankfurt verglichen werden. Als „Proof of Concept“ soll abschließend die Produktion eines Spike-Proteins im 50kg Produktionsmaßstab erfolgen, um dringend-benötigte Assayreagenzien für die Herstellung von immunologischen Schnelltests bereitzustellen. Somit kann eine „Freitestung“ von Personen und damit eine schrittweise Lockerung der Pandemie-bedingten Einschränkungen erfolgen.