Bei acib untersuchten Wissenschaftler die Vorteile der Verwendung von salzaktiven Nukleasen bei der Reinigung des Masernvirus, einem vielversprechenden Kandidaten für die Krebsbehandlung und die Prävention von Infektionskrankheiten, der eine höhere Produktreinheit gewährleistet.
Die Entfernung von Verunreinigungen spielt bei der Herstellung von Biopharmazeutika wie Impfstoffen eine wichtige Rolle. Insbesondere die Restmenge an DNA wird von der Food and Drug Administration (FDA) streng reguliert, um die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird in der Regel ein umfangreicher Downstream-Prozess eingesetzt. Darüber hinaus wurde Chromatin als eine spezielle Form der doppelsträngigen DNA in der Vergangenheit übersehen, insbesondere bei der Impfstoffentwicklung. Aufgrund ihrer ähnlichen Größe ist es sehr schwierig, Virus- und Chromatinpartikel zu unterscheiden und zu trennen. Diese Ähnlichkeit stellt eine Herausforderung bei der nachgelagerten Verarbeitung dar. Infolgedessen bleiben am Ende des Reinigungsprozesses hohe Verunreinigungsgrade bestehen, was auf eine unzureichende nachgelagerte Verarbeitung hindeutet.
Salzaktive Nuklease-Behandlung als mögliche Lösung
Chromatinstrukturen können hohen Salzkonzentrationen nicht standhalten, was zu einer Dissoziation von DNA und Histonproteinen führt. Daher wird die DNA in Gegenwart von Salz zugänglich gemacht, insbesondere für den DNA-Verdau. Herkömmliche Endonukleasen, wie die häufig verwendete Benzonase, sind nicht in der Lage, unter diesen erforderlichen Salzbedingungen hohe Aktivitäten zu erzielen. Daher wurde die Fähigkeit neuer, salzaktiver Nukleasen, wie M-SAN von ArcticZymes, DNA in ihrer Chromatinform zu verdauen, untersucht.
Virusreinigung durch Affinitätschromatographie in Kombination mit Endonuklease-Behandlung
Das Masernvirus wurde durch Affinitätschromatographie gereinigt, die Partikelpopulationen trennen kann. Allerdings beeinflusst die Anwesenheit von Chromatin die Elution des Virus, was zu einer Co-Elution von Virus und Chromatin führt. Wenn die Anwesenheit von Chromatin reduziert wird, erhöht sich die Kapazität des Harzes, da die Konkurrenz von Chromatin mit dem Virus verringert wird. Um die Reinheit und Ausbeute zu maximieren, wurden Benzonase und M-SAN hinsichtlich ihrer Fähigkeit zum Chromatinverdau vor der Affinitätschromatographie verglichen. Die erhaltenen Elutionsprofile zeigten sofort einen Unterschied. Der Chromatin-Peak war nach der Behandlung mit Benzonase reduziert, konnte jedoch erst nach der Behandlung mit M-SAN erfolgreich entfernt werden. Dies deutet darauf hin, dass M-SAN das Potenzial hat, DNA in Chromatinform zu verdauen, während Benzonase dies nicht kann. Infolgedessen stiegen die Reinheit und Ausbeute des Virus.
Hoch-aufgereinigtes Masernvirus
Wissenschaftler von acib haben sich in Zusammenarbeit mit ArcticZymes der Herausforderung der Chromatinentfernung gestellt und ein Reinigungsverfahren für rekombinantes Masernvirus entwickelt, ein vielversprechender Kandidat für die Behandlung von Infektionskrankheiten oder für onkolytische Zwecke. Dieses Verfahren wurde für die schnelle Auswahl eines Impfstoffkandidaten, beispielsweise bei Pandemien, oder für Charakterisierungsstudien des Virus selbst entwickelt. Darüber hinaus werden hochreine Viren für die Entwicklung analytischer Methoden benötigt. Da nach der Virusproduktion in der Zellkulturbrühe noch Chromatin vorhanden ist, führte die Kombination einer Endonuklease-Behandlung mit einer salzaktiven Nuklease und einem Affinitätschromatographie-Schritt zu hohen Reinheiten, die für therapeutische Anwendungen erforderlich sind. Überraschenderweise wurde die Produktausbeute erhöht, da das Chromatin vor dem chromatographischen Schritt verdaut wurde, wodurch die Bindungskapazität erhöht wurde. Darüber hinaus wurde die Aufmerksamkeit auf das Vorhandensein von Chromatin in Zellkulturbrühen gelenkt, wodurch Wissenschaftler auf dieses Problem aufmerksam wurden.
Mit dieser wichtigen Arbeit lieferten die Wissenschaftler von acib ein Beispiel für die Persistenz von Chromatin in Impfstoffherstellungsprozessen. Das Bewusstsein für diese komplexe Form von DNA in der Impfstoffproduktion wurde geschärft. Darüber hinaus wurde eine mögliche Lösung für den effektiven Abbau von Chromatin aufgezeigt, die auch im industriellen Produktionsmaßstab realisierbar ist. Das Projekt wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Unternehmenspartner und den Wissenschaftlern von acib durchgeführt, wodurch der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Industrie sichergestellt wurde.
Project Partners
Picture: acib & Pixabay