Prozess zur kontrollierten Expansion und Differenzierung von primären humanen B-Lymphozyten außerhalb des menschlichen Körpers. Teil 2: Einsatz in der Bioprozesstechnik

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ruth Freitag
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411774929

Ziel der hier beantragten zweiten Projektphase ist es, die Werkzeuge (Ansätze zur kontrollier-ten Ex-vivo-Proliferation und -Differenzierung von primären humanen B-Lymphozyten), die in der ersten Projektphase entwickelt wurden, zu nutzen, um diese Zellen für exemplarische Anwendungen in der Bioprozesstechnik weiterzuentwickeln. Dabei sollen natürliche Fähigkei-ten der B-Lymphozyten genutzt und so das Potential dieser Zellen für Produktionszwecke grundsätzlich demonstriert werden, wie: Die Fähigkeit sich rasch zu vermehren und dann großer Mengen an Protein (Antikörper) zu produzieren (Produktionstyp A: ‚Plasmazelle‘), die Fähigkeit lebenslang im Körper zu persistieren und dabei biologisch aktiv zu bleiben (Produk-tionstyp B: ‚Living Drug‘), sowie die Fähigkeit T-Lymphozyten gezielt zu aktivieren (Produkti-onstyp C: ‚Antigen-präsentierende Zelle‘). Benötigt werden für diese Produktionstypen jeweils maßgeschneiderte B-Zellsubpopulationen, teilweise in größeren Mengen. Die Herausforde-rung bei der Realisierung von Produktionstyp A besteht darin, die Proliferation von Gedächt-nis-B-Zellen und deren Differenzierung hin zur antikörperproduzierenden Zelle zu entkoppeln. Projektziel im Sinne einer ‚Demonstratorapplikation‘ für Produktionstyp A ist die Erzeugung eines Antiserums als Ersatz für gängige Blutplasmapräparate. Im Falle von Produktionstyp B soll die Fähigkeit von B-Zellen genutzt werden, sich unter bestimmten Bedingungen langfristig im menschlichen Körper in spezifischen Nischen zu etablieren und dabei metabolisch aktiv zu bleiben. Dies prädestiniert derartige Zellen für den Einsatz als ‚Living Drugs‘, z.B. für die Pro-teinsubstitutionstherapie. Die genetische Modifikation der B-Zellen stellt bei Produktionstyp B in jedem Fall eine große Herausforderung und gleichzeitig unabdingbar notwendige Voraus-setzung dar. Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Projektphase soll hier die nicht-virale Transfektion zum Einsatz kommen, die unter Prozessbedingungen als geeigneter gilt. Im Falle von Produktionstyp C ist das Ziel maßgeschneiderte B-Lymphozyten als Antigen-präsentierende Zellen (APC) für die Aktivierung von T-Lymphozyten bereitzustellen, die somit das eigentliche ‚Produkt‘ darstellen. Die verfahrenstechnische Herausforderung im Falle von Produktionstyp C besteht vor allem in der Notwendigkeit beide Lymphozytentypen gemein-sam kontrolliert zu kultivieren. Während Produktionstyp A in erster Linie für die Bioproduktion von Interesse ist, haben die Produktionstypen B und C auch Relevanz für künftige medizini-sche Anwendungen. Im Rahmen dieses Vorhabens werden hierzu allerdings lediglich die zell-biologischen und verfahrenstechnischen Grundlagen, bis hin zu den genannten ersten ‚De-monstratorapplikationen‘ gelegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen