Licht-gesteuerte Affinitätsmatrix

Die Nützlichkeit von Antikörpern leitet sich vor allem aus ihrer Fähigkeit ab, molekulare Strukturen selektiv zu erkennen und an diese zu binden. Bevor ein Antikörper als Reagenz oder als Medikament verwendet werden kann, muss das Molekül zunächst aufwendig hergestellt werden. Dazu wird der Antikörper zunächst biotechnologisch produziert und nachfolgend in einem mehrstufigen Prozess in der nötigen Reinheit aus einem wässrigen Kulturüberstand isoliert. Als initialer Prozessschritt wird üblicherweise Protein A Chromatographie eingesetzt, um den Antikörper durch selektive Bindung aus dem Kulturüberstand zu isolieren. Nachdem der gebundene Antikörper gewaschen wurde und damit viele Verunreinigungen aus dem Kulturüberstand entfernt wurden, wird der gebundene Antikörper durch einen sauren Elutionsschritt von der Säulenmatrix gelöst und in hoher Reinheit isoliert. Allerdings kann der hierzu essenziell notwendige saure Puffer während der Elution eine produktschädigende Wirkung haben, die sich in einer Verringerung oder gar einem vollständigen Verlust der biologischen Funktion äußert. Manche Antikörpervarianten oder -derivate halten diese extremen Reinigungsbedingungen nicht aus und entziehen sich daher prozessbedingt einer biotechnologischen Verwertung.

Der weltweit steigende Bedarf an spezifischen Antikörpern stellt eine große Herausforderung für die Antikörperproduktion dar. Die Produktivität bestehender Produktionsanlagen lässt sich nur durch technologische Innovation in entscheidenden Prozessschritten weiter steigern

Lumatix Biotech entwickelt einen lichtschaltbaren Affinitätsliganden für die kontrollierte Antiköperbindung

Lumatix Biotech entwickelt eine neue Affinitätsmatrix zur Isolierung von Antikörpern, welche mit Licht gesteuert werden kann. Ähnlich der etablierten Isolierungsmethode wird der Antikörper spezifisch durch einen immobilisierten Proteinliganden an der Matrix gebunden. Die innovative Affinitätsmatrix von Lumatix lässt sich allerdings ohne Einsatz von Chemikalien rein physikalisch zwischen den Modi Adsorption und Desorption umschalten – einfach durch das Einstrahlen von Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Diese außergewöhnliche Eigenschaft wird durch einen lichtsensitiven Liganden ermöglicht, dessen Affinität zu Antikörpern mit Licht aus dem sichtbaren Spektrum moduliert werden kann.

Für den durchzuführenden Prozessschritt der Antikörperisolation hat dieses technische Detail entscheidende Vorteile. Zum einen wird die Elution des gebundenen Zielmoleküls durch einen physikalischen Stimulus ausgelöst, sodass auf die bisher übliche saure Elution verzichtet und stattdessen mit einem besonders schonenden, frei wählbaren Puffer eluiert  werden kann. Zum anderen kann die Matrix unmittelbar nach der Desorption der Zielmoleküle zurück in den Adsorptionsmodus geschaltet werden und steht unmittelbar für den nächsten Reinigungszyklus zur Verfügung. Eine Regeneration der Säule durch einen Pufferwechsel entfällt und ermöglicht zusammen mit dem innovativen Elutionsmechanismus eine hohe Produktivität. Darüber hinaus wird das Puffervolumen bei Verwendung der Lumatix Technologie drastisch reduziert und ist auf einen einzigen Laufpuffer beschränkt.

Alle Vorteile auf einen Blick

Verbesserte Produktqualität

… durch die milde Elution im idealen Puffer. Da Bindung und Elution der Antikörper lichtgesteuert sind, können sensible Varianten oder Derivate von Antikörpern mit einem passenden bzw. stabilisierenden Puffer isoliert werden.

Erhöhte Produktivität bei geringeren Kosten

… durch eine hohe virtuelle Bindekapazität und minimale Regenerationszeiten der Matrix. Die Zykluszeit einzelner oder konsekutiver Reinigungsläufe ist stark verkürzt und sorgt für eine verbesserte Produktivität und letztendlich für reduzierte Produktionskosten.

Kontinuierlicher Betrieb

… durch Multi-Column Chromatography.

Sowohl in ökonomischer Hinsicht als auch in Bezug auf die Produktqualität bietet die Licht-gesteuerte Affinitätsmatrix von Lumatix Biotech deutliche Vorzüge gegenüber der etablierten Reinigungsmethode für Antikörper. Mit unserer neuen Technologie ist jeder Nutzer in der Lage, sowohl Volllängen-Antikörper als auch davon abgeleitete Derivate, wie beispielsweise Fc Fusionsproteine, in einem geeigneten Puffer seiner Wahl zu isolieren.

Reinigungszyklus der Lumatix Technologie

Bei dem Lumatix Verfahren zur Antikörperreinigung wird das in einem wässrigen Kulturüberstand gelöste Zielmolekül zunächst selektiv bei einer Wellenlänge (l1) an die Affinitätsmatrix gebunden, welche sich im Adsorptionsmodus befindet. Durch Waschen mit beliebigem Puffer werden Verunreinigungen aus dem Kulturüberstand vom Zielmolekül getrennt. Es folgt die Elution des reinen Antikörpers im Laufpuffer durch Beleuchten der Matrix bei einer anderen Wellenlänge (l2). Nachdem das wertvolle Molekül schonend von der Matrix abgetrennt und hochkonzentriert im Laufpuffer aufgefangen ist, wird die Matrix durch Änderung der Wellenlänge in Sekundenbruchteilen regeneriert und kann erneut für einen Reinigungszyklus verwendet werden. Die eingesetzte Matrix ist dabei genauso lichtdurchlässig für die beiden Wellenlängen wie die wässrigen fluiden Phasen.