Untersuchung der Expressionssysteme in CDMO

Contract Development and Manufacturing Organizations (CDMOs) spielen in der biopharmazeutischen Industrie eine zentrale Rolle, da sie spezialisierte Dienstleistungen für die Entwicklung biologischer Präparate anbieten. Ein entscheidender Faktor in diesem Prozess ist die Auswahl des richtigen Expressionssystems, da es sich direkt auf den Ertrag und die Qualität des Produkts auswirkt. Dieser Artikel untersucht verschiedene Systeme und ihre jeweiligen Vorteile.

Expressionssysteme bei Säugetieren

Ovarialzellen des Chinesischen Hamsters (CHO) sind der Goldstandard für therapeutische Proteine, die menschliche posttranslationale Modifikationen erfordern. Sie werden häufig für monoklonale Antikörper und andere komplexe Biologika verwendet.

Menschliche embryonale Nierenzellen (HEK-Zellen) bieten hohe Expressionsniveaus und produzieren Proteine ​​mit menschenspezifischen Modifikationen, die für bestimmte therapeutische Anwendungen entscheidend sein können.

Expressionssysteme für Insektenzellen

Durch die Verwendung von Baculoviren zur Infektion von Insektenzellen kann dieses System komplexe posttranslationale Modifikationen bewältigen, wodurch es sich besonders für Membranproteine ​​und Glykoproteine ​​eignet. Obwohl sie kostengünstig sind, können damit dennoch funktionelle Proteine ​​hergestellt werden, die denen in höheren Eukaryoten ähneln.

Pflanzliche Expressionssysteme

Gentechnisch veränderte Pflanzen bieten eine skalierbare, kostengünstige Möglichkeit zur rekombinanten Proteinproduktion. Probleme mit Glykosylierungsmustern und behördlichen Genehmigungen verhindern jedoch eine breite Anwendung, sodass pflanzliche Systeme stärker auf bestimmte therapeutische Ziele spezialisiert sind.

Zellfreie Expressionssysteme

Zellfreie Systeme verwenden Zellextrakte, um Proteine ​​ohne lebende Zellen herzustellen. Sie ermöglichen eine schnelle Produktion mit hohem Durchsatz und sind ideal für Screenings und Anwendungen im kleinen Maßstab. Obwohl diese Systeme für die Prototypenentwicklung effizient sind, kann die Skalierung schwieriger sein.

Mikrobielle Expressionssysteme

Escherichia coli (E. coli) wird aufgrund seines schnellen Wachstums und seiner Kosteneffizienz allgemein geschätzt und eignet sich daher ideal für die Herstellung einfacherer Proteine, die keine umfangreichen posttranslationalen Modifikationen erfordern.

Hefen wie Pichia pastoris sind eukaryotische Organismen, die zu einigen posttranslationalen Modifikationen fähig sind, und sie sezernieren auch Proteine ​​in das Kulturmedium, um die Reinigung zu erleichtern. Diese Systeme schaffen ein Gleichgewicht zwischen Komplexität und Effizienz.

Im Vergleich zu Säugetierzellen sind mikrobielle Systeme deutlich schneller, kostengünstiger und skalierbarer. Während Säugetierzellen für komplexe Glykoproteine ​​unverzichtbar sind, zeichnen sich mikrobielle Wirte durch die Produktion nicht-glykosylierter Proteine, Enzyme und Biologika im industriellen Maßstab aus.

Im Vergleich zu Insekten- und Pflanzensystemen: Mikrobielle Plattformen sind allgemein stärker akzeptiert, entsprechen den Vorschriften und sind kommerziell bewährt, was sie zur bevorzugten Wahl für die industrielle Bioproduktion macht.

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