生物反應器模塊的活性物質共享生產工作
植物產生許多可用于治療癌癥,阿爾茨海默氏癥或帕金森病的物質。然而,通常,獲得目標物質的代謝途徑非常復雜,以至于其生物技術生產幾乎沒有效果并且非常昂貴。KIT的科學家現(xiàn)在將他們的專業(yè)知識與Phyton Biotech GmbH的技術知識相結合,Phyton Biotech GmbH是最大的植物細胞制藥成分生產商。在由耦合模塊組成的微流體生物反應器的幫助下,科學家在技術上復制復雜的植物組織,以更低的成本更有效地生產抗癌或阿爾茨海默病的活性物質。
據最新估計,植物形成約一百萬種化學物質,即所謂的次生代謝產物。與氨基酸或糖不同,這些次級代謝產物并不重要。然而,這一大量植物產品含有真正的藥物活性物質,可抑制癌細胞的生長或減少大腦中阿爾茨海默氏癥典型斑塊的形成。
許多這些有價值的成分不能合成生產。通常,它們必須直接從野生植物中提取并以高成本加工。此外,許多這些植物是罕見的和瀕臨滅絕的:例如,紫杉醇抑制癌細胞的發(fā)現(xiàn)使太平洋紫杉到了滅絕的邊緣。“因此,生產相應活性物質的生物技術方法備受關注,”KIT植物研究所分子細胞生物學教授Peter Nick說。
通常,潛在的代謝途徑非常復雜。在天然植物中,感興趣的物質主要是具有許多轉化的中間產物的長鏈步驟的產物。為此目的所需的化學過程不一定發(fā)生在單個植物細胞中,而是發(fā)生在從根到葉的植物組織中發(fā)現(xiàn)的幾種特化細胞類型中。多年前,Phyton證明,基于植物的醫(yī)療物質,如紫杉醇,也可以用最少的資源生產,并通過實驗室中植物細胞的培養(yǎng)可持續(xù)地生產。
“然而,某些物質既不能在簡單的細胞培養(yǎng)中生產,也不能在基因工程操縱的微生物中生產,因為代謝途徑過于復雜,”彼得尼克說。“在一個新研究項目的框架內,我們現(xiàn)在想要使用所謂的微流體生物反應器在技術上復制具有各種細胞類型的植物組織。它由幾個模塊組成,每個模塊中培養(yǎng)一種細胞類型。模塊通過然后,一種細胞類型的代謝產物進入下一個模塊進行進一步處理,而不混合不同的細胞類型。最后,可以從流中提取目標物質,從而“收獲”。
該項目由Jülich項目管理機構(PtJ)管理,由聯(lián)邦教育和研究部資助750,000歐元,為期兩年。項目合作伙伴是植物研究所和微結構技術研究所(KIT)和Phyton Biotech GmbH公司。這三個合作伙伴共同擁有該項目所需的專業(yè)知識。植物研究所貢獻其植物細胞培養(yǎng)的分子細胞生物學知識。微結構技術研究所的Andreas Guber教授和Ralf Ahrens博士負責微流體生物反應器的部分組件的開發(fā)和制造,微型組裝以及與功能系統(tǒng)的互連。
“與KIT專家的合作將使我們能夠達到通過受控栽培生產的植物細胞的新水平,”Phyton研究和開發(fā)總監(jiān)Gilbert Gorr博士說。“我們的共同目標是進一步開發(fā)天然物質,到目前為止,這些天然物質只能在很大的困難和高成本下生產。”
Phyton Biotech通過植物細胞發(fā)酵(PCF)生產高品質的活性藥物成分,是紫杉醇和多西紫杉醇的全球供應商。該公司已被EDQM,EMA,F(xiàn)DA,KFDA和TGA等權威機構成功檢查過。除生產外,Phyton還為客戶提供開發(fā)服務。這些包括植物細胞系的發(fā)育和植物成分的發(fā)酵過程以及復雜物質合成過程的發(fā)展。
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