Prozessentwicklung und -kontrolle für eine Produktionsplattform für Gelbfieber Virus-Like-Particles – VLPs

Virus-like particles (VLPs) haben besonders in den vergangenen 30 Jahren in der Forschung und Entwicklung stark an Interesse gewonnen. VLPs sind kleine sphärische Partikel der Größenordnung 20 - 200 nm. Sie sind durch ihre immunogene Wirkungsweise für die Impfstoffherstellung sehr bedeutsam und können zur passiven Immunisierung eingesetzt werden. Basierend auf einer Plattformentechnologie kann schnell und kostengünstig auf endemische Ausbrüche vernachlässigter tropischer Krankheiten, wie beispielsweise das Gelbfiebervirus, reagiert werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Produktion von Gelbfieber-VLPs über die transiente Transfektion von HEK 293 Zellen bis in den Bioreaktormaßstab. Die Produktion der Plasmid-DNA (pDNA), die für die transiente Transfektion notwendig war, wurde zunächst optimiert, sodass schnell und kostengünstig pDNA im mg-Bereich in Transfektionsqualität vorlag. Mittels statistischer Versuchsplanung wurde die Transfektionseffizienz im adhärenten- und im Suspensionssystem optimiert und in den Bioreaktormaßstab übertragen. Dabei wurde ein Transferkriterium vom adhärenten- in das Suspensionssystem definiert und erfolgreich verifiziert. Mit dem Scale-Up in den 1 L Bioreaktor-Maßstab wurde für die Prozesskontrolle die dielektrische Spektroskopie eingeführt, um die dielektrischen Eigenschaften der Zellsuspension sowohl vor, während als auch nach der transienten Transfektion zu beobachten und zu kontrollieren. Die Imaging Flow Cytometry Analyse lieferte eine VLP-Konzentration von 2,23 · 107 ± 0,42 · 107 Partikel/mL in der VLP-Produktion im Bioreaktor. Anhand von Transmissionselektronenmikroskopieaufnahmen wurde die Größe der VLPs mit 66,0 ± 17,4 nm definiert. Der spezifische Nachweis des prM/M-Proteins des Gelbfieber-VLPs erfolgte mittels Western Blot.