Forschung, die Menschen hilft

Das Institut für molekulare Biochemie führt Analysen durch und entwickelt Testsysteme (Assays), um die Funktionen verschiedener Proteine zu untersuchen.

Ich habe sowohl meine Masterarbeit als auch meine Doktorarbeit bei Octapharma abgeschlossen. Beide Arbeiten beschäftigten sich mit der molekularen Struktur des Von-Willebrand-Faktor(VWF)-Proteins sowie dessen Struktur-Funktionsbeziehungen.

Die Abteilung für molekulare Biochemie unterstützt andere Abteilungen, indem sie Analysen durchführt und Assays entwickelt, mit denen die Funktionen verschiedener Proteine untersucht werden können. Hierzu gehören unter anderem ein Assay, um Fibrinogenfasern mikroskopisch zu bewerten, ein Flusskammermodell, um die Eigenschaften des VWF unter Fließbedingungen zu untersuchen oder ein Glykan-Assay, um posttranslationale Modifikationen zu analysieren. Ferner unterstützen wir unsere Kollegen aus der Produktion indem wir beispielsweise Proben aus dem Herstellungsprozess analysieren, um die enthaltenen Proteine anhand ihres Molekulargewichts zu identifizieren. Hierzu benutzen wir ein Massenspektrometer, das es uns ermöglicht, auch unbekannte Proteine zu erkennen. Wir haben auch zellbasierte Testsysteme entwickelt, um die grundlegenden immunologischen Eigenschaften von Plasmaproteinen besser zu verstehen.

Wir sind auch wesentlich an den Forschungsarbeiten bei Entwicklung neuer Produkte beteiligt. Aktuell z.B. an der Entwicklung eines neuen, subkutan zu verabreichenden rekombinanten FVIII-Produkts. In einer Diskussion mit Christoph Kannicht, dem Geschäftsführer von Octapharma Biopharmaceuticals, wurde die Idee geboren, FVIII subkutan zu verabreichen. Kleine Moleküle, wie Peptide, können nach subkutaner Injektion direkt in den Blutkreislauf übergehen. Große Proteine wie FVIII oder VWF gelangen jedoch erst über den Umweg des lymphatischen Systems in den Blutkreislauf. Eine weitere Herausforderung beim FVIII ist, dass er sehr „klebrig“ ist und nach subkutaner Verabreichung an Membranen der Epidermis haftet. Dies führt dazu, dass er nahezu keine biologische Verfügbarkeit auf diesem Weg besitzt. Unsere Idee war es nun, FVIII zusammen mit VWF zu verabreichen, da der VWF diese Anheftung verhindert und es dem FVIII ermöglicht die Blutbahn des Patienten zu erreichen.

Manchmal ist man sehr in die Laborarbeit oder in die Forschung vertieft. Es sollte einem jedoch immer bewusst sein, dass mit unserer Arbeit Patienten geholfen wird.

Im Rahmen meiner Forschungstätigkeit habe ich mich intensiv mit dem VWF beschäftigt. Wir diskutierten daher darüber, welcher VWF-Abschnitt am besten für dieses Produkt geeignet sein könnte. Das Molekül des VWF besitzt verschiedene Bindungsdomänen. Eine davon ist die Bindungsdomäne für den FVIII. Diese Domäne kann man länger oder kürzer machen und, abhängig von der Größe, wird die Fähigkeit, FVIII-Phospholipid-bindende Strukturen zu blockieren, verändert. Wir haben verschiedene Fragmente getestet und festgestellt, dass eines davon besonders effizient war. In ersten Versuchen haben wir zunächst geprüft, ob dieses grundsätzlich so funktioniert, wie wir uns dies erwarten. In unserer F&E-Einrichtung in Heidelberg haben wir dann Fragmente rekombinant hergestellt und erneut getestet. Das rekombinante Herstellungsverfahren bietet den Vorteil, dass die Fragmente gezielt modifiziert und verbessert werden können. Wir haben die Struktur des ausgewählten Fragments so modifiziert, dass es verbesserte Eigenschaften besitzt. Es wird langsam in den Blutkreislauf freigesetzt und besitzt eine lange Halbwertszeit, was bedeutet, dass es länger im Körper zirkuliert. Dies führt wiederum dazu, dass auch die Halbwertszeit des FVIII-Moleküls verlängert wird.

Aktuell laufen mehrere Schritte der Produktentwicklung parallel: die Pharmakologie- und Toxikologie-Studien, die Entwicklung der Upstream-Prozesse, der Aufreinigung, die Entwicklung der Formulierung und die Herstellung von Chargen im Produktionsmaßstab.

Unsere Arbeit ist nie Routine. Ich liebe neue Herausforderungen und die Arbeit an neuen Produkten. Auf verschiedensten Forschungsgebieten kooperieren wir mit herausragenden Wissenschaftlern auch außerhalb unseres Unternehmens. Es ist sehr beeindruckend die Geschichten von Kindern zu verfolgen, deren Leben von Anfang an durch ihre Krankheit bestimmt wird. Als selbst noch frische Mutter wurde mir dadurch bewusst, wie wichtig unsere Arbeit ist. Oft ist man sehr in die Laborarbeit oder in die Forschung vertieft. Es sollte einem jedoch immer bewusst sein, dass mit unserer Arbeit Patienten geholfen wird. Es ist großartig, zu tun, was einem Spaß macht – für mich sind das Forschung und Wissenschaft – und dabei gleichzeitig anderen Menschen helfen zu können.