Produktion und Reinigung von Interferon

In der modernen Medizin haben Biopharmazeutika bedeutende Durchbrüche bei der Behandlung von Krankheiten gebracht. Interferon (IFN) ist ein Schlüsselprotein mit autokriner und parakriner Wirkung, das eine breite therapeutische Wirksamkeit gegen verschiedene Erkrankungen aufweist.

IFN hat einen enormen Einfluss auf den globalen Markt für Therapieproteine. Der Interferon-Markt erlebte ein erhebliches Wachstum und erreichte 6,9 Milliarden USD im Jahr 2019, und es wird prognostiziert, dass er in Zukunft weiter wachsen wird, unter anderem aufgrund des Anstiegs chronischer Erkrankungen.

Klassifizierung und Wirkmechanismus von Interferon

Interferon wird in die Typen α, β, γ und andere sowie Typen I-III klassifiziert, die sich an spezifischen Rezeptoren binden, um unterschiedliche Signalwege und Immunantworten auszulösen. IFN wird klinisch zur Immunreaktion gegen Infektionen und zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen, Krebs usw. eingesetzt, indem es die Genexpression reguliert und die Zellmetabolismus- und -differenzierung beeinflusst.

Produktion von kloniertem therapeutischem Interferon

Obere Prozesskette

Escherichia coli (E. coli) ist oft die bevorzugte Wahl aufgrund seines schnellen Wachstums und seiner Kosteneffizienz, wobei Interferon durch periplasmatische Sekretion, zytosolische Expression oder als Inklußkörper exprimiert wird. Pichia pastoris kann eine Expression bei hoher Zelldichte erreichen, wobei der AOX-Promotor verwendet wird; Co-Expression von Molekularchaperons und Codonoptimierung erhöhen die Übersetzungs-effizienz.

Nachfolgender Prozess

Der nachgelagerte Prozess umfasst das Extrahieren des Zielproteins aus den Zellen oder dem Kultur-Supernatant und dessen Reinhaltung. In E. coli kann Interferon über den periplasmatischen oder zytosolischen Weg oder als Inklußkörper gewonnen werden. Chromatographische Methoden umfassen Affinitätschromatographie, Ionenenaustauscher-Chromatographie, Größen-Ausschlus chromatographie usw. Um den Herausforderungen der traditionellen Chromatographie zu begegnen, wurden alternative Methoden wie wässrige Zweiphasensysteme, Reverse-Mikell-Extraktion und Immunmagnetische Mikrosphären untersucht.

Formulierung und Anwendung von Interferon

Interferon wird hauptsächlich durch subkutane Injektion verabreicht. Um die Pharmakokinetik zu verbessern, werden Stabilisatoren/Excipientien, PEG-Modifikation und Einschließung in Wirkstofflieferungssysteme wie Liposomen und Nanopartikel verwendet. Innovative Lieferungssysteme zielen darauf ab, die Invasivität zu reduzieren und die Behandlungsadhärenz der Patienten zu verbessern, aber weitere Forschungen sind notwendig, um ihre Pharmakokinetik und therapeutischen Effekte besser zu verstehen.

Schlussfolgerung

IFN, lebenswichtig für die Verteidigung menschlicher Zellen, bekämpft Viren, Krebs und neurodegenerative Erkrankungen. Seit 1986 wurden 22 Formulierungen zugelassen. Die traditionelle Chromatographie, die im Nachbearbeitungsprozess weit verbreitet ist, steht vor Herausforderungen und erfordert alternative Methoden. Zukünftige Biosimilars werden neue Therapiemöglichkeiten mit Interferon bieten, wofür Strategien zur Steigerung der Wirksamkeit erforderlich sind.

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