Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BBZellfreie Proteinsynthese als Schnellantwort auf Covid-19
Ziel ist eine Machbarkeitsstudie für die Qualifikation der zellfreien Proteinsynthese als Plattformtechnologie zur schnellen Synthese viraler Proteine inklusive der perspektivisch auftretenden Mutationen. Die Herstellung viraler Proteine in konventionellen zellbasierten Verfahren wird häufig durch die negativen Effekte dieser Proteine auf die Vitalität der Zellen immens eingeschränkt. Das Resultat sind niedrige Proteinausbeuten und eine verminderte Proteinqualität. Ein weiteres Hindernis bei der Herstellung viraler Proteine sind hohe Sicherheitsstufen bei der Expression von viralen Proteinen in zellbasierten Systemen.
Die zellfreie Proteinsynthese bietet sich als Plattformtechnologie an, um schwer herstellbare Proteine zu synthetisieren und zu charakterisieren, da das offene System direkt an das Protein angepasst werden kann und durch die Verwendung eines Zelllysates keine hohen Sicherheitsstufen notwendig sind. Somit eröffnet die in vitro-Proteinsynthese die Möglichkeit, derzeit nicht oder nur ineffizient herstellbare Proteine viralen Ursprungs zu untersuchen. Die Verfügbarkeit einer schnellen und effizienten Methode, um solche viralen Proteine für die Diagnostika- und Therapieentwicklung bereitzustellen, ist von entscheidender Bedeutung für das Gesundheitssystem. Im Zuge der hier beantragten Anschubförderung sollen virale Proteine, die von SARS-CoV-2 exprimiert werden, mittels zellfreier Proteinsynthese innerhalb von 60-90 Minuten hergestellt werden ohne hierbei genetisch modifizierte Organismen zu generieren. Hierbei sind nicht nur bereits gut charakterisierte Proteine wie das Spike-Protein, sondern diverse weitere virale Proteine der ORFs 1-10 in der zellfreien Synthese geplant. Diese Proteine können funktionell charakterisiert und für diverse weitere Partner und der Fraunhofer-Gesellschaft als »Dienstleistung« für serologische Screenings und Antikörpertests bereitgestellt werden. Insbesondere Viroporin-Proteine, wie etwa das Coronavirus Envelope Protein, werden am Fraunhofer IZI-BB einer detaillierten funktionellen Analytik unterzogen.