Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Die Aktivität von pharmazeutischen Wirkstoffen wie therapeutischen Antikörpern, Zytokinen oder „Small Molecule Drugs“ beruht in der Regel auf einer molekularen Interaktion des jeweiligen Wirkstoffs mit spezifischen Rezeptor- oder Zielmolekülen im Körper des Patienten. Bei der Identifizierung und Entwicklung sowie im Rahmen der Qualitätskontrolle bei der Herstellung von neuen Medikamenten und Impfstoffen spielt die zuverlässige und detaillierte quantitative Charakterisierung der Biomoleküle im Bezug auf Interaktionsparameter wie Spezifität, Bindungsstärke und Stöchiometrie eine entscheidende Rolle.
Vor allem aufgrund der aufwendigen klinischen Studien in der letzten Phase der Produktentwicklung liegen die Kosten für die Entwicklung und Zulassung eines neuen Medikaments mittlerweile im Bereich von mehreren Hundert Millionen Euro. Deshalb müssen neue Zielmoleküle und Wirkstoffkandidaten in einer frühen Phase der Entwicklung möglichst gut untersucht und charakterisiert werden. In diesem Zusammenhang ermöglicht der Einsatz der SPR (Surface Plasmon Resonance Spectroscopy) die quantitative, hochsensitive Interaktionsanalyse von Biomolekülen in Echtzeit und liefert damit wichtige Entscheidungskriterien für die Auswahl und Optimierung von Produktkandidaten.
Am Fraunhofer IME stehen zwei leistungsfähige Biacore SPR-Instrumente
für Interaktionsstudien zur Verfügung:
Biacore 2000 (GE Healthcare)
Biacore T100 (GE Healthcare)
Neben der Nutzung im Rahmen von verschiedenen internen Projekten und Kooperationen führt das Fraunhofer IME maßgeschneiderte SPR-Analytik und Assay-Entwicklung für Kunden aus Forschung und Industrie auf Vertragsbasis durch.
Die SPR-gestützte Analyse von monoklonalen und rekombinanten Antikörpern und Antikörperfragmenten stellt eine am Fraunhofer IME seit vielen Jahren etablierte und ständig weiterentwickelte Kernkompetenz dar. Dabei kommen vom initialen Screening über detaillierte Charakterisierung bis hin zur Qualitätskontrolle im Bereich der GMP-Produktion von rekombinanten Antikörpern für klinische Studien verschiedenste Assayformate zum Einsatz:
- Standardabhängige und standardfreie Konzentrationsbestimmung
- Bestimmung absoluter und relativer Bindungsaktivitäten
- Bestimmung der thermodynamischen Bindungskonstanten(kon, koff, KD, ΔH, ΔS)
- Kompetitionsassays
- Paarweises Epitope Mapping
- Fc-Rezeptor Bindung
Vor allem im Rahmen der Zusammenarbeit mit externen Kunden spielt die Assayentwicklung eine wichtige Rolle, da in vielen Fällen keine exakt auf die jeweilige Problemstellung passenden Protokolle vorliegen. Die langjährige Erfahrung der SPR Arbeitsgruppe am Fraunhofer IME ermöglicht dabei die effiziente Entwicklung und Validierung von maßgeschneiderten Analyseverfahren und Entscheidungskriterien für die meisten Fragestellungen im Bereich der Interaktionsanalyse von Biomolekülen.