Eine hellbraune Brühe verlässt die an die mannshohen Fermentierkessel angeschlossenen Zentrifugen und tropf in schlichte Plastikbottiche. Die Flüssigkeit ist der letzte Überrest von Escherichia Coli Bakterien, die ihr Leben in den Edelstahltanks des Hallenser Unternehmens Scil Proteins fristeten. Einziger Daseinszweck der Einzeller ist die Produktion künstlicher Antikörper, so genannter Affiline, erklärt Professor Rainer Rudolph vom Institut für Biotechnologie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg: "Ausgangssubstanz der Affiline ist ein Protein aus der menschlichen Augenlinse, das so genannte Gamma-Kristallin." Das Eiweiß verschafft der Linse ihre besondere Lichtbrechung. Sind die Gamma-Kristalline dagegen defekt, ist der graue Star, eine Linsentrübung, die Folge. "Wir nutzen zur Erzeugung der Affiline die hohe natürliche Stabilität der Gamma-Kristalline aus. Zwar verändern wir die Proteine sehr, trotzdem behalten sie ihre natürliche Faltung", so Rudolph.
Normalerweise bindet Gamma-Kristallin nicht an andere Stoffe an. Ganz anders dagegen die von den Bakterien hergestellten, modifizierten Varianten. Ihre Oberfläche wurde derart verändert, dass sie – wie natürliche Antikörper auch – an andere Moleküle andocken können. "Ein Dogma lautete bislang, dass die Spezifität einer Bindung nur durch flexible Strukturen gewährleistet wird. Doch bei den Affilinen erreichen starre Strukturen diese Funktion. Diese Molekülgruppen änderten wir bei dem Design unserer Affiline", erläutert Ulrike Fiedler von Scil Proteins. Auf diese Weise erhalten die Abwandlungen des Gamma-Kristallins jene exakte Zielsicherheit, die Antikörper auszeichnet: Sie passen wie ein Schlüssel auf sein Schloss alleine auf ihre Ziele. Dabei zeigen sich die Immunmoleküle dennoch flexibel und binden auch an sehr ähnliche Gegenstücke. Affilinen fehlt diese Dietrich-Funktion – sie passen auf nur ein Schloss. Und welches Schloss das ist, darüber bestimmen die Designer im Biotechnologielabor.
Die Anwendungen für die maßgeschneiderten Moleküle sind entsprechend vielfältig. "So basieren beispielsweise verschiedene diagnostische Tests auf Affilinen. Doch auch Abwässer können damit von bestimmten Schadstoffen gereinigt werden. Selbst das gezielte Abfischen von Zellen aus dem Blut ist damit denkbar", so Rainer Rudolph. Ausgestattet mit unterschiedlichen Farbmarkierungen können Affiline in einem Verfahrenschritt erstmals bis zu 150 Antigene – also etwa unerwünschte Eindringlinge im Blut - gleichzeitig nachweisen. "Ärzte können so auf einen Blick gleich sämtliche Parameter beispielsweise des Entzündungsstatus eines Patienten erfassen", betont Fiedler. Dazu kommt die Robustheit der Affiline, die im Gegensatz zu ihren biologischen Kollegen der Immunfraktion auch Säuren und Laugen sowie Temperaturschwankungen besser widerstehen. Und dank Escherichia coli lassen sich die Antikörper der Zukunft überdies preiswert herstellen.
[Quelle: Hartmut Schade]
Normalerweise bindet Gamma-Kristallin nicht an andere Stoffe an. Ganz anders dagegen die von den Bakterien hergestellten, modifizierten Varianten. Ihre Oberfläche wurde derart verändert, dass sie – wie natürliche Antikörper auch – an andere Moleküle andocken können. "Ein Dogma lautete bislang, dass die Spezifität einer Bindung nur durch flexible Strukturen gewährleistet wird. Doch bei den Affilinen erreichen starre Strukturen diese Funktion. Diese Molekülgruppen änderten wir bei dem Design unserer Affiline", erläutert Ulrike Fiedler von Scil Proteins. Auf diese Weise erhalten die Abwandlungen des Gamma-Kristallins jene exakte Zielsicherheit, die Antikörper auszeichnet: Sie passen wie ein Schlüssel auf sein Schloss alleine auf ihre Ziele. Dabei zeigen sich die Immunmoleküle dennoch flexibel und binden auch an sehr ähnliche Gegenstücke. Affilinen fehlt diese Dietrich-Funktion – sie passen auf nur ein Schloss. Und welches Schloss das ist, darüber bestimmen die Designer im Biotechnologielabor.
Die Anwendungen für die maßgeschneiderten Moleküle sind entsprechend vielfältig. "So basieren beispielsweise verschiedene diagnostische Tests auf Affilinen. Doch auch Abwässer können damit von bestimmten Schadstoffen gereinigt werden. Selbst das gezielte Abfischen von Zellen aus dem Blut ist damit denkbar", so Rainer Rudolph. Ausgestattet mit unterschiedlichen Farbmarkierungen können Affiline in einem Verfahrenschritt erstmals bis zu 150 Antigene – also etwa unerwünschte Eindringlinge im Blut - gleichzeitig nachweisen. "Ärzte können so auf einen Blick gleich sämtliche Parameter beispielsweise des Entzündungsstatus eines Patienten erfassen", betont Fiedler. Dazu kommt die Robustheit der Affiline, die im Gegensatz zu ihren biologischen Kollegen der Immunfraktion auch Säuren und Laugen sowie Temperaturschwankungen besser widerstehen. Und dank Escherichia coli lassen sich die Antikörper der Zukunft überdies preiswert herstellen.
[Quelle: Hartmut Schade]