Nur wenige bestreiten, dass die schnelle Entwicklung und Zulassung von zwei mRNA-Impfstoffen gegen COVID-19 ein uneingeschränkter Erfolg war oder dass das sich entwickelnde Gebiet der Gentherapie mehrere erfolgreiche Behandlungen für eine Reihe seltener Krankheiten ermöglicht hat. Dennoch sind genomische Arzneimittel ein Bereich, der reif für weitere Innovationen ist, in Bereichen, die von der Entwicklung verbesserter Transportmittel bis hin zur Rationalisierung der Herstellung reichen.
Drei Bereiche genomischer Arzneimittel könnten stark von einem integrierten Entwicklungsansatz profitieren: Geneditierung, Gentherapie und mRNA-Arzneimittel. Alle diese Modalitäten bergen ein großes Potenzial für die Entwicklung innovativer Therapien zur Behandlung von Krebs, Autoimmunerkrankungen, seltenen Erbkrankheiten und mehr. Die frühzeitige Einbeziehung von Partnern in den Entwicklungsprozess ist entscheidend für die Zusammenstellung hochmoderner Werkzeuge, um eine effiziente End-to-End-Entwicklung und -Fertigung zu ermöglichen.
Anpassen der Genbearbeitung für verbesserte Effizienz
Die CRISPR-Geneditierung wird als Behandlung für eine Reihe von Anwendungen entwickelt, darunter CAR-T-Zellen für Krebs, geneditierte Stammzellen zur Behandlung von Diabetes und Ex-vivo-Geneditierung zur Behandlung der Blutkrankheit Beta-Thalassämie.
Integrated DNA Technologies (IDT)* kann Leit-RNAs für gängige CRISPR-Forschungsanwendungen sowie neue Gen-Editing-Ansätze wie Prime Editing und Forschung mit dem Cas13-Enzym anpassen. IDT bietet auch das Alt-R™ CRISPR-Cas9-System mit der HiFi CRISPR-Cas9-Nuklease an, das eine präzisere Genbearbeitung mit weniger Off-Target-Aktivität ermöglicht, die bei der Genbearbeitung ein Problem darstellen kann.
Aldevron bietet zusätzliche forschungstaugliche und GMP-Versionen (SpyFiTM Cas9 Nuclease) an, die dazu beitragen können, experimentelle Therapien zu beschleunigen. Aldevron ist auch Partnerschaften mit externen Partnern eingegangen und kann qualifizierten Kunden eine vollständige Bibliothek neuartiger CRISPR-Nukleasen anbieten, wie z. B. Eureca-V™ Nuklease, die Wildtyp-MAD7™ CRISPR Typ-V-Nuklease von Inscripta.
Verbesserung der Bereitstellung von Gentherapie
Lipid-Nanopartikel (LNPs) werden häufig verwendet, um mRNA, CRISPR-Komponenten und andere Nukleinsäuren in Zellen zu transportieren, aber die Entwicklung der LNP-Chemie und des Prozesses ist eine Herausforderung. Precision NanoSystems (PNI) verfügt über fortschrittliche Technologien, die den Prozess der Entwicklung und Herstellung von LNPs vereinfachen können. Seine GenVoy Delivery Platform umfasst eine neuartige Lipidbibliothek und LNP-Reagenzien, die für Schlüsselanwendungen wie Impfstoffe, Genbearbeitung und Zelltherapien optimiert sind. Und Forscher können die Desktop-NanoAssemblr®-Plattform von PNI mit NxGen™-Mikrofluidik verwenden, um wohlgeformte, stabile LNPs mit einem Produktionsprozess herzustellen, der von der Entdeckungsforschung in kleinen Chargen bis zur GMP-Produktion skalierbar ist.
Die viralen Vektoren, die zur Verabreichung von Gen- und Zelltherapien verwendet werden, sind ebenfalls sehr gefragt, was den Bedarf an Technologien verstärkt, die die Entwicklung und Herstellung vereinfachen können. Aldevron bietet eine Reihe von Plasmiden an, die für die Entwicklung viraler Vektoren unerlässlich sind. Und mithilfe einiger wichtiger Partnerschaften arbeiten die Life-Sciences-Unternehmen von Danaher mit Herstellern von Gentherapien zusammen, um die Effizienz ihrer Herstellungsprozesse zu verbessern.
Beispielsweise hat sich Aldevron 2019 mit der Nature Technology Corporation (NTC) zusammengetan, die die NanoplasmidTM-Vektortechnologie und die antibiotikafreie RNA-OUTTM-Selektionstechnologie anbietet, die beide die Effizienz der Herstellung viraler Vektoren verbessern.
Im Bereich Verbrauchsmaterialien und Ausrüstung für die Herstellung viraler Vektoren sind Pall Corporation und Cytiva eine Partnerschaft mit Andelyn Biosciences eingegangen. Andelyn gibt Pall und Cytiva Feedback zur Leistung von Verbrauchsmaterialien, Ausrüstung und Software sowie zur Produktionsausbeute. Pall und Cytiva können diese Informationen dann nutzen, um Änderungen in Echtzeit vorzunehmen, um die Herstellungsprozesse der Kunden zu verbessern.
Antrieb für die nächste mRNA-Generation
Ermutigt durch den Erfolg von mRNA-Impfstoffen zur Bekämpfung von COVID-19 entwickeln mehrere Unternehmen mRNA-Medikamente zur Vorbeugung anderer Infektionskrankheiten und zur Behandlung einer Reihe von Krankheiten. Diese erfordern auch Plasmid-DNA-Rückgrate.
Aldevron arbeitet beispielsweise Hand in Hand mit Biopharma-Innovatoren, um kundenspezifische mRNA sowie hochwertige Enzyme und linearisierte Plasmid-DNA für die mRNA-Synthese bereitzustellen. Es ist ein One-Stop-Shop für kritische Reagenzien, Qualitätskontrollassays, Reinigungsverfahren und andere Dienstleistungen, die die mRNA-Entwicklung von der Entdeckung bis zur klinischen Prüfung unterstützen können.
Die LNPs, die zur Bereitstellung von mRNA verwendet wurden, wurden früher in einem umständlichen Prozess von Hand hergestellt, aber mit der NanoAssemblr®-Plattform von PNI haben Entwickler jetzt eine automatisierte Lösung zur schnellen Herstellung stabiler LNPs. Es ist so schnell, dass einer der Kunden von PNI berichtete, dass die Entwicklungszeit jedes Medikaments in seiner Pipeline um 10 Monate verkürzt wurde.
Ein großer Engpass bei mRNA ist die richtige Skalierung für die kommerzielle Herstellung. Dies kann eine Herausforderung sein, da die mRNA-Mengen je nach Faktoren wie Indikation und Potenz des Medikaments stark variieren können. Einige Produkte – zum Beispiel die COVID-Impfstoffe – erfordern enorme Produktionskapazitäten, um die globale Nachfrage zu befriedigen, während andere möglicherweise nur Produktionsmengen im Milligrammbereich benötigen.
Sobald mRNA-Therapeutika für die großtechnische Produktion bereit sind, kann Cytiva mit einer Reihe von Lösungen eingreifen. FlexFactory™ und KUBio™ von Cytiva sind flexible Fertigungssysteme, die individuell angepasst und an Kunden geliefert werden können. FlexFactory und KUBio können in neuen oder bestehenden Produktionsumgebungen installiert werden und ermöglichen schnelle Änderungen in der mRNA-Produktion. Cytiva bietet auch eine Reihe von mRNA-Reinigungs-, Verkapselungs- und aseptischen Abfülllösungen an.
Um das Potenzial genomischer Arzneimittel voll auszuschöpfen, müssen Entwickler neue und integrierte Methoden zur Verbesserung von Entwicklung und Herstellung nutzen. Solche Bemühungen werden eine glänzende Zukunft für mRNA, Gentherapie, Geneditierung und – am wichtigsten – für die Millionen (oder Milliarden) von Patienten sicherstellen, die von diesen Technologien der nächsten Generation profitieren werden.
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