AUTHORS
Johanna Bacher, Leo A. Jakob, Tomas Mesurado, Narges Lali, Alexander Zollner, Alois Jungbauer, Patricia Pereira Aguilar, Viktoria Mayer, Florian Steiner
Zwei aktuelle wissenschaftliche Arbeiten beleuchten diese Herausforderungen aus komplementären Blickwinkeln:
- Eine Studie zeigt, wie sich hochreine infektiöse Masernviren effizient herstellen lassen.
- Eine zweite Arbeit untersucht, wie DNA/Chromatin, kommend vom Produktionsprozess, die Analyse von Viren verfälschen – und warum das ein unterschätztes Problem in Forschung und Produktion ist.
Gemeinsam zeichnen sie ein Bild davon, wie wichtig es ist, Verunreinigungen auf jeder Ebene zu kontrollieren – von der Messung bis zur industriellen Herstellung.
Die Herausforderung: Viren & VLPs sind empfindlich – und ihre Verunreinigungen tückisch
Moderne biomedizinische Anwendungen nutzen Viren und virusähnliche Partikel in vielfältiger Weise: als Impfstoffe, als Vektoren für Gentherapie, oder sogar als onkolytische Viren, die gezielt Tumorzellen zerstören. Doch sowohl Viren als auch VLPs sind empfindliche Bionanopartikel, deren Funktion stark davon abhängt, wie sauber und wie gut charakterisiert sie sind.
Beide Publikationen weisen jedoch darauf hin, dass DNA speziell in Form von Chromatin zu den wohl kritischsten Verunreinigungen zählen. Sie ähneln Viren/VLPs in Größe, Form und Ladung – und können sich daher leicht übersehen werden. Das gibt in der Folge zum einen falsche Analysewerte, weil VLPs und Chromatin im etwa gleichen Größenbereich eluieren; zum anderen werden Ausbeuten möglicherweise falsch berechnet, denn die Reinheit lässt zu wünschen übrig. Ohne gründliche Entfernung dieser Verunreinigungen ist somit selbst die beste Analytik nur bedingt zuverlässig.
Effiziente Herstellung hochreiner Masernviren
Die zweite Publikation geht den entscheidenden Schritt weiter: Sie zeigt, wie man DNA und Chromatin praktisch eliminieren kann – und damit die Reinheit sowie Ausbeute massiv steigert. Die Forschenden testeten heparinbasierte Affinitätschromatographie-Verfahren und kombinierten sie zum Vergleich mit zwei Endonukleasen:
- Benzonase®, eine Endonuklease, die weit verbreitet verwendet wird
- MSAN, einer salzaktiven Nuklease, die auch bei hohen Salzkonzentrationen effektiv bleibt
Die Kombination aus M-SAN und Heparin Chromatographie erwies sich als besonders erfolgsversprechend, denn die Ausbeute lag bei 62% bei extrem niedrigen DNA Restwerten. Das Verfahren erfüllt zudem die regulatorischen Vorgaben und eignet sich aufgrund seiner guten Skalierbarkeit für industrielle Herstellungsprozesse.
Nutzen der Ergebnisse
Diese Entwicklungen sind weit mehr als technische Detailverbesserungen. Sie führen zu einer schnelleren Impfstoffentwicklung, denn durch eine höhere Reinheit und zuverlässige Analytik können neue Impfstoffkandidaten schneller bewertet werden und die strengen internationalen Vorgaben werden erreicht. Die Kombination der Erkenntnisse beider Studien zeigt klar:
Analytik und Aufreinigung sind untrennbar miteinander verbunden.
- Ohne gute Analytik weiß man nicht, was im Produkt wirklich enthalten ist.
- Ohne gute Aufreinigung bleibt die Analytik unzuverlässig.
Durch den Einsatz von salzaktiven Nukleasen wie MSAN und optimierter Analytik entstehen neue, leistungsfähige Prozessketten, die das gesamte Spektrum moderner viraler Technologien sicherer, schneller und effizienter machen.
Damit legen diese Arbeiten einen wichtigen Grundstein für zukünftige Impfstoffe, Krebstherapien und innovative Biopharmazeutika, die der Gesellschaft unmittelbar zugutekommen.
Highly pure measles virus generated by combination of salt-active nuclease treatment and heparin affinity chromatography
Impact of Host Cell DNA and Chromatin on Virus-like Particle Analysis by Light Scattering in Asymmetrical Flow Field-flow Fractionation