Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IMEEine Säule unserer modernen Gesundheitssysteme bilden biopharmazeutische Proteine. Zu diesen können sowohl monoklonale Antikörper für die Krebstherapie, als auch innovative Impfstoffe mit therapeutischer Wirkung zählen. Die Etablierung der nötigen Produktions- und Reinigungsprozesse beruht auf teilweise intransparenten Erfahrungswerten und erfolgt oft nach einem Versuch-und-Irrtum-Prinzip. Dadurch kann es zu unvorhersehbaren Verzögerungen bei der Prozess- und Produktentwicklung kommen, die letztlich den Markteintritt des zugehörigen Produktes verzögern, mit entsprechenden finanziellen Nachteilen für den Hersteller. Unter solch einem Zeitdruck werden zudem oft nicht alle möglichen Prozessvarianten getestet und ein globales Optimum hinsichtlich Ausbeute und Kosten bleibt unter Umständen unentdeckt.
Die Abteilung Bioprozessentwicklung am Fraunhofer IME in Aachen geht diese Herausforderungen durch intensive Forschung zu modellgestützten Verfahren an. Zum einen wird die Akkumulation von Produkten (z.B. rekombinanten Proteinen) durch Modelle vorhergesagt, welche unterschiedliche genetische Elemente wie Promotoren und UTRs berücksichtigen. Zum anderen werden Verfahren entwickelt, die durch Charakterisierung des Separationsverhaltens von Proteinen bei unterschiedlichen Trennoperationen (z.B. Chromatografie) sowie Bilanzierung eine Bewertung von Aufarbeitungsprozessen hinsichtlich Ausbeute und Produktreinheit ermöglichen. Zusätzlich beschäftigt sich die Abteilung mit der Integration und Auswertung der gesammelten Daten sowie deren Nutzbarmachung zur Verbesserung der eingesetzten Modelle.