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Gentherapie

Analysetools und Know-how zur Beschleunigung Ihrer lebensverändernden Gentherapieprodukte

Nutzen Sie die Leistungsfähigkeit von weltweit führenden Analysetechnologien und Branchen-Fachkompetenz zum Entwickeln von Gentherapien der Zukunft.

Vor welchen Herausforderungen stehen Entwickler von Gentherapien heutzutage?

Der Einsatz von Viren als Zell- und Gentherapievektoren ist komplex, und in diesem schnelllebigen Feld gibt es keine allgemeine Anleitung, die Sie bei der Entwicklung von Methoden und der sicheren Skalierung von Produkten und Prozessen unterstützt.  

Sind Ihnen diese Herausforderungen bewusst?

  • Einrichtung eines zweckmäßigen analytischen Toolsets zum Identifizieren und Validieren kritischer Qualitätsattribute komplexer Proteine
  • Identifizierung und Implementierung geeigneter Methoden, die die zum Gewährleisten von Sicherheit, Wirkstärke und Reinheit viraler Vektoren erforderlichen Daten generieren
  • Auf dem neuesten Stand der Technik und Herangehensweisen bleiben und gleichzeitig bestehende Hilfsmittel und Prozesse schnell einer neuen Verwendung zuführen 
  • Einhaltung sich ständig weiterentwickelnder gesetzlicher Richtlinien, die von Land zu Land variieren
  • Finden von Effizienzen, Personal und Ressourcen zum Entwickeln innovativer Produkte und Prozesse 
  • Überwinden der Hürden bei komplexen Aufgaben wie Kapsid-Design, Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung 
  • Erfolgreiche Übertragung neuer Erkenntnisse auf Scale-up und Fertigung

Malvern Panalytical kann helfen

Malvern Panalytical bietet mehr als nur weltweit führende Instrumente. 

Die Entwicklung viraler Vektoren erfordert zweckmäßige Hilfsmittel und das Know-how, um sie zur Generierung benötigter Daten anzuwenden. Unsere Anwendungswissenschaftler verfügen über jahrelange Erfahrung im Kundensupport bei der Entwicklung von Gentherapieprodukten und helfen Ihnen, auf bahnbrechende Erkenntnisse aus Ihrer analytischen Toolbox zugreifen.

Arbeiten Sie mit uns zusammen und meistern Sie so Herausforderungen der Gentherapie: 

  • Nutzen Sie zweckmäßige Analysegeräte, die mehrere kritische Qualitätsmerkmale identifizieren und effiziente und konforme Methoden liefern.
  • Entdecken Sie Hilfsmittel zur Charakterisierung von Virustiter, dem Leer/Voll-Verhältnis, Aggregationsgehalten und chargenübergreifender Konsistenz über einen orthogonalen Ansatz für vektorübergreifende Analysen
  • Mit Schulungen und Unterstützung für Ihr Team können Sie schnell den vollen Wert Ihrer Investition in Analysetechnologien nutzen.
  • Unsere Wissenschaftler verfügen über einzigartige Erfahrung im Einsatz moderner Instrumente für Gentherapieanwendungen und können so Ihr Team flexibel erweitern.
  • Wir bieten Dienstleistungen zur Methodenentwicklung, die Ihre spezifischen Herausforderungen meistern.
  • Wir helfen Ihnen beim Entwickeln zuverlässiger, reproduzierbarer Verfahren, die Effizienzen in Ihren Arbeitsabläufen verbessern. 


Wir sind bereit für die Anwendung einer Kombination aus Analysegeräten und jahrelanger Erfahrung und bieten so flexible Unterstützung, wo und wann immer Sie dies benötigen – um die Therapien der Zukunft voranzutreiben.

Sonderartikel

Sind Sie zum Meistern Ihrer Herausforderungen bereit?

Ganz gleich, vor welchen Herausforderungen Sie bei der Charakterisierung stehen, wir haben wahrscheinlich mit einem Team wie Ihrem zusammengearbeitet und bei der Implementierung der Technik und Methoden geholfen, die zum zügigeren sicheren und effektiven Herstellen von Arzneimitteln erforderlich sind. 

Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie unser Expertenteam die Entwicklung Ihres nächsten Produkts beschleunigen und Ihren Markteintritt beschleunigen kann.  

Mehr entdecken

Entwicklung von GentherapienViruskapsid-DesignProzessentwicklung
Vom Kapsid-Design bis hin zur Optimierung der Bedingungen nachgelagerter Prozesse. Von Formulierungs- und Stabilitätstests bis hin zur erweiterten Charakterisierung von Arzneimittelwirkstoffen und Arzneimittelprodukten.Umfassende physikalisch-chemische, biochemische und biologische Daten liefern Einblicke in die Leistungsfähigkeit viraler Vektoren und helfen bei der Auswahl optimaler Viruskapside.Der Produktionsprozess von Gentherapien muss strenge regulatorische Anforderungen und andere interne Erwartungen an Qualität, Zeitplan und Kosten erfüllen – was zweckmäßige Lösungen und Fachwissen erfordert.

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Vorgestellte Lösungen

OmniSEC

Messen Sie mit dem modernen Multidetektor-GPC/SEC Molekülmasse, Molekülgröße, intrinsische Viskosität und andere Attribute viraler Vektoren
OmniSEC

Zetasizer Advance Produktlinie

Ausgereifte Lichtstreuungstechnologie zur Bestimmung der strukturellen Stabilität und der Viruslastfreisetzung viraler Vektoren
Zetasizer Advance Produktlinie

NanoSight

Visuelle Erfassung der Größe und Anzahl von Viren, schneller als bei alternativen Assays
NanoSight

MicroCal DSC Produktlinie

Charakterisierung der thermischen Stabilität von Proteinen und anderen Biomolekülen für die biopharmazeutische Entwicklung und Herstellung
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Creoptix WAVEcore

Next-generation bioanalytical instruments for drug discovery and life scien...
Creoptix WAVEcore

Vorgestellte Technologien

Entwicklung von Gentherapien

Vom Kapsid-Design über die Optimierung nachgelagerter Prozessbedingungen bis hin zur Formulierung und zu Stabilitätstests sowie der erweiterten Charakterisierung von Wirkstoffsubstanzen und Arzneimitteln werden Technologien wie die dynamische Lichtstreuung (DLS), elektrophoretische Lichtstreuung (ELS), dynamische Mehrwinkellichtstreuung (MADLS), Größenausschluss-Chromatographie mit Mehrwinkellichtstreuung (SEC-MALS), Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA)Grating-Coupled Interferometry (GCI),  isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) und dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) eingesetzt, damit Wissenschaftler Informationen zu wichtigen Analyse- und Qualitätsmerkmalen viraler Vektoren erhalten und damit folgende Parameter charakterisieren, vergleichen und optimieren können:

  • Kapsid-Größe (DLS, SEC, NTA)
  • Kapsid-Titer oder Partikelanzahl (MADLS, SEC, NTA)
  • Prozentsatz der Virenpartikel mit Genomen/vollständige Prozentanalyse (SEC
  • Aggregatbildung (DLS, MADLS, SEC, NTA)
  • Fragmentierung (SEC)
  • Thermische Stabilität (DLS, DSC)
  • Hochgeordnete Strukturanalyse (DSC)
  • Serotyp-Identifizierung (DSC)
  • Kapsid-Uncoating und Genomfreisetzung (DLS und DSC)
  • Bindung an Rezeptor (ITC und GCI)
  • Ladung (ELS)

DLS, MADLS, SEC-MALS, NTA, GCI, ITC und DSC sind markerfreie biophysikalische Techniken, die eine minimale Assay-Entwicklung erfordern und in allen Phasen problemlos angewendet werden können, was den analytischen Workflow der Gentherapieentwicklung unterstützt.

Viruskapsid-Design – Forschung und frühe Entwicklung

Obwohl der Entdeckungsprozess bei der Gentherapie kürzer ist als bei der herkömmlichen Arzneimittelforschung üblich, stellt die hohe Produktkomplexität zusätzliche Herausforderungen dar, die frühzeitig gemeistert werden müssen, um sichere und effiziente Produkte zu gewährleisten. Zu diesen Herausforderungen gehören:

  • Auswahl eines Viruskapsids anhand optimaler Eigenschaften und Funktion
  • Rationales Protein-Engineering zur Verbesserung und Änderung der Eigenschaften und Funktionen des ursprünglichen Viruskapsids


Die Lösungen basieren in beiden Fällen auf umfassenden physikalisch-chemischen, biochemischen und biologischen Daten, die die Leistung eines viralen Vektors bestimmen und Informationen für den Auswahlprozess liefern. 

In dieser Phase unterstützt die umfassende biophysikalische Charakterisierung entwickelter Kapside und viraler Vektoren mithilfe von DLS, MADLS, SEC-MALS, ITC und DSC die zuverlässige Beurteilung wichtiger Qualitätsmetriken und die Interpretation der Ergebnisse biochemischer und biologischer Assays durch Messungen von Kapsidgröße und -Titer, Aggregatbildung, vollständiger prozentualer Analyse, Rezeptorbindung, thermischer Stabilität und Kapsid-Uncoating.

Prozessentwicklung für Gentherapien

Der Produktionsprozess für Gentherapien muss strenge gesetzliche Anforderungen und andere interne Erwartungen hinsichtlich Qualität, Zeitrahmen und Kosten erfüllen. Zweckmäßige Lösungen sind erforderlich, um den analytischen Workflow zu unterstützen und zu stärken und folgende Herausforderungen zu meistern: 

  • Hohe Produktkomplexität
  • Vielfalt viraler Vektoren für die Genübertragung bei Design und Entwicklung 
  • Suboptimale nachgelagerte Verarbeitung mit langwierigen analytischen Assays, die eine signifikante Variabilität aufweisen


Während der nachgelagerten Reinigung werden mehrere Assays durchgeführt, um die wichtigsten analytischen Attribute zu bestimmen, die die Ausbeute bestimmen, und Berichte über kritische Qualitätsmerkmale (CQAs) zu erstellen, z. B. Virusvektor-Reinheit, Wirkkraft, Stabilität und Sicherheit.  In der Regel werden unter anderem die folgenden Parameter untersucht:  

  • Kapsid-Titer oder Partikelanzahl
  • Genomanzahl
  • Prozentsatz der Viruspartikel mit Genomen oder vollständige Prozentanalyse
  • Serotypeigenschaften
  • Aggregatbildung 
  • Kontamination durch unerwünschte Host-Zell-Proteine und Nukleotide 


Die ersten drei Parameter (Kapsid-Titer, Genomanzahl, vollständige Prozentanalyse) werden üblicherweise mit zwei oder mehr der folgenden Assays gemessen:  qPCR, ddPCR, ELISA, AUC, HPLC-AEX, und/oder TEM.  Jede Methode hat inhärente Stärken und Schwächen in Bezug auf den gemessenen Parameter, den Durchsatz, die Geschwindigkeit, die Genauigkeit und Probenvolumenanforderungen. 

Gentherapie: Charakterisieren, vergleichen, optimieren

In der Prozessentwicklung viraler Vektoren wie AAVs eignet sich der Zetasizer Ultra sehr gut als komplementärer Assay, der in bestehenden analytischen Arbeitsabläufen eingesetzt werden kann und eine schnelle, markerfreie, zerstörungsfreie und orthogonale Messung der gesamten Viruspartikelkonzentration, des Kapsid-Titers, der Kapsidgröße, der Ladung, der Aggregatbildung, der thermischen Stabilität und der Kapsid-Freilegung bei geringen Volumen bietet.

Eine genaue und präzise Größenanalyse ist für die Messung der Partikelkonzentration unerlässlich. Der Zetasizer Ultra nutzt drei Streuwinkel, um eine genauere Messung mit höherer Auflösung zu ermöglichen. Bei der dynamischen Mehrwinkellichtstreuung (MADLS) werden Streuungsinformationen von vorn, hinten und den Seiten erfasst und zu einer einzigen Größenverteilung mit höherer Auflösung zusammengefasst, die repräsentativere Daten liefert.

Größenausschluss-Chromatographie (SEC) dient seit langer Zeit als wichtiges Hilfsmittel zur Messung der Molekülmasse von Makromolekülen, Proteinen, Viren, Polysacchariden und Polymeren. OMNISEC, ein SEC-System mit Mehrfacherkennung, kann Daten zu mehreren wichtigen Analyse- und Qualitätsattributen von AAVs bereitstellen, z. B. Kapsid- und Genomtiter oder eine vollständige prozentuale Analyse – diese sind allein über die UV-Detektion nicht verfügbar. Diese wichtigen Parameter liefern entscheidende Informationen zu Reinheit, Wirkstärke und Stabilität viraler Vektoren.

Die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist ein bewährtes Hilfsmittel für die Charakterisierung und Entwicklung virusbasierter Produkte, darunter auch verschiedener handelsüblicher Impfstoffe. Zusätzlich zu verschiedenen Stabilitätsmetriken für virale Vektoren bietet die DSC ein TM der Kapsid-Disintegration, das für eine Serotyp-Identifizierung charakteristisch ist. Das Tool liefert Informationen zur thermischen Stabilität, bildet die hochgeordnete Struktur ab und kann strukturelle Änderungen als Reaktion auf Belastungs-, Formulierungs- oder Prozesszustandsänderungen erkennen.

Stabilität und Funktion von Viruskapsiden bleiben in einem subtilen Gleichgewicht. Viruskapside müssen stabil genug sein, um das Genom zu umschließen und zu schützen, sich an die Oberfläche der Wirtszelle für die zelluläre Aufnahme binden und durch das Zellmilieu zu navigieren. Ein Viruskapsid muss jedoch auch eine für die Genomfreisetzung am Replikationsort ausreichende Konformationslabilität aufweisen.

Über den Mechanismus des AAV-Vektor-Uncoating ist nach wie vor nur wenig bekannt, aber für das Kapsid-Uncoating und die Genomfreisetzung scheinen strukturelle Veränderungen erforderlich zu sein.  Es wird angenommen, dass die Neigung viraler Vektoren zum Uncoating mit einem wichtigen Qualitätsattribut korreliert – der Infektiosität. Die DSC kann in Verbindung mit thermischen Rampen der dynamischen Lichtstreuung zur Beurteilung der Uncoating-Neigung eines Viruskapsids als Reaktion auf Puffer- und Belastungsbedingungen verwendet werden.