Plantibodies

Forschung der Arbeitsgruppe Reinard

Neben dem Doktoranden Stas Hans und der Technischen Assistentin Eva Plönnigs, beide drittmittelfinanziert, arbeiten bei uns Master- und Bachelorstudierende aus verschiedenen Studiengängen. Hinzu kommen  häufig Gaststudierende von der Northeastern University Boston, die unser Laborleben sehr bereichern.

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Im Jahr 2017 konnten wir das erste Genomprojekt der Wasserlinse Wolffia australiana erfolgreich abschließen. Allerdings haben sich unsere Hoffnungen auf ein effizientes und stabiles Produktionssystem für unsere Antikörper nicht erfüllt.

Anders verhält es sich mit der Kieselalge Phaeodactylum tricornutumwelche sich nach vielfältigen Optimierungsschritten durch unsere Arbeitsgruppe als ein für uns ideales Produktionssystem gezeigt hat. Mittlerweile produzieren wir daher unsere pharmazeutisch relevanten Proteine ausschließlich in P. tricornutum. 

Mit dieser Kiesellage erreichen wir Antikörper-Produktionsraten in einer Größenordnung, welche mit etablierten, tierischen Systemen wie CHO-Zellen (Eileiterzellen des chinesischen Hamsters) konkurrieren können.  

Unser System ist inzwischen weitgehend etabliert, so dass wir unser Know-How aktuell in die Firmenausgründung Phaeosynt überführen.

Das von uns entwickelte nachhaltige Produktionsverfahren für Antikörper erfüllt schon jetzt die Empfehlung des Referenzlabors für Alternativen zu Tierversuchen der EU-Kommission (EURL ECVAM), denn immerhin werden in der EU noch fast eine 1/2 Millionen Tiere für die Produktion von Antikörpern genutzt (Werte von 2017, COM/2020/16). Unser Produktionssystem besitzt neben dem Tierschutz-Aspekt viele weitere Vorteile wie Nachhaltigkeit, eine gute Skalierbarkeit sowie eine einfache Aufreinigung der heterolog produzierten Proteine. 

Wir nutzen eine großen Bandbreite aktueller, molekularbiologischer Verfahren:

Für die Klonierung bevorzugen wir die auf Golden Gate basierende MoClo-Klonierung, die wir teilweise auf unsere Bedürfnisse angepasst haben, aber auch Gibson Assembly oder PCR-basierte Verfahren kommen zum Einsatz. Die Transformation der Pflanzen erfolgt abhängig von der Spezies mittels Agrobakterien-vermittelter Transformation, der Gen-Kanone oder über Protoplasten.

Da wir die kompletten Genomdaten unserer Pflanzen besitzen, kommen auch Verfahren der Genom Editierung mittels CRISPR/Cas9 zum Einsatz.

Für die Aufreinigung der rekombinanten Proteine kommen sowohl magnetic Beads (Frenzel et al. 2003), diverse Säulenchromatographien, z. B. mittels Äkta Prime als auch Ultrafiltrationsverfahren über die Äkta Flux S zum Einsatz.

Die Nachweise erfolgen immunbiochemisch über klassischen Immunfärbungen oder ELISA, Immunfluoreszenzmikroskopie bis hin zur Oberflächenplasmonresonanz.

Viele der Verfahren werden im Lehrbuch Reinard: "Molekularbiologische Methoden 2.0", welches kürzlich in der 3. Auflage erschienen ist, verständlich beschrieben.

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Wir sind federführend an verschiedenen Forschungsverbünden beteiligt. Über die Wichtigsten können Sie sich auf den folgenden Seiten informieren:

LACoP: Herstellung von allergiearmen Lebensmittelpflanzen wie Erdnüsse oder Senf.

Sommerekzem: Herstellen von therapeutischen Antikörpern zur Behandlung des Sommerekzems bei Pferden. Viele Projekte führen wir in enger Kooperation mit dem Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik der TU Braunschweig durch. Die Arbeitsgruppe von Prof. Hust stellt rekombinante Antikörper verschiedenster Formate her.

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