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2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

PHARMAZIE 83 Priv.-Doz. Dr. Steffen Rupp Aktuelle Herausforderungen für die pharmazeutische Industrie sind die Verbesserung indivi- dueller Therapien, die Entwicklung neuer Wirkstoffe sowie die Erhöhung der Wirksamkeit von Medikamenten durch optimierte Formulierungen. Im Geschäftsfeld Pharmazie erarbeitet das Fraunhofer IGB Lösungen für das Wirkstoff-Screening, die pharmazeutische Biotechnologie und Chemie sowie für die Formulierung und gezielte Wirkstofffreisetzung. Neue Wirkstoffe identifizieren wir unter gezieltem Einsatz zellbasierter Assays, beispielswei- se für immunmodulatorische Substanzen oder Antiinfektiva auf der Grundlage von Struktur- Wirkungsbeziehungen. Potenzielle Wirkstoffe charakterisieren wir in vitro unter Verwendung organtypischer komplexer 3D-Primärzellmodelle (Haut, Darm, Lunge) auf Wirksamkeit, Absorp- tion, Verteilung im Organmodell und Toxizität – analog zu Studien der klinischen Phase I. Diese Untersuchungen werden durch molekulare Methoden wie Genexpressions- und Proteomanaly- sen sowie mittels Histologie und konfokaler Raman-Spektroskopie vervollständigt. Ziel hierbei ist es, schon in einem präklinischen Stadium toxische Nebenwirkungen potenzieller Wirkstoffe und ihrer Metabolite zu erkennen. Im Bereich der pharmazeutischen Biotechnologie entwickeln wir Verfahren zur Herstellung von Pharmaproteinen: von der Entwicklung der Expressionsvektoren über die Stammentwicklung in Mikroorganismen und Säugerzellen, der Optimierung von Fermentationsverfahren bis hin zur Aufreinigung der Pharmazeutika. Die Herstellung klinischer Prüfware nach GMP (Good Manu- facturing Practice) bieten wir über eine Fraunhofer-interne Kooperation an. Für die Formulie- rung von Wirkstoffen arbeiten wir an nanopartikulären Strukturen, die Wirkstoffe gezielt zum Wirkort transportieren und hier kontrolliert abgeben (Drug Delivery, Drug Release). Zunehmend setzen wir auch Methoden der zellfreien Biotechnologie ein, mit denen Pharmaproteine schnell optimiert, im Milligramm-Maßstab hergestellt und mit den oben angeführten zellbasierten Sys- temen charakterisiert werden können. Die Einführung nicht-kanonischer Aminosäuren oder die Kopplung von Wirkstoff- und Targeting-Molekül kann »zellfrei« ebenfalls sehr effizient erfolgen. Zudem entwickeln wir zellbasierte Therapeutika und stellen Mustermengen nach GMP-Richt- linien her. Die Qualitätskontrolle zum Nachweis potenzieller Kontaminationen (Mikroorganis- men, Viren) erfolgt zerstörungsfrei mit spektroskopischen, zellbasierten oder molekularen Me- thoden nach Richtlinien der Good Laboratory Practice bzw. GMP. Mit unseren Kompetenzen tragen wir zum Angebot des Fraunhofer-Verbunds Life Sciences bei, die Medikamentenentwicklung vom Screening nach Wirkstoffkandidaten bis zur Herstellung von Prüfmustern abdecken zu können.

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