Vorlesung Pharmazeu0sche Biotechnologie

Transkript

1 Vorlesung Pharmazeu0sche Biotechnologie Prof Dr. Oliver Kayser Technische Universität Dortmund Technische Biochemie dortmund.de

2 Vorlesungsplan Teil 1 Teil 2 Teil 3 Teil 4 Teil 5 Teil 6 Teil 7 Teil 8 Teil 9 Teil 10 Teil 11 Einführung, Geschichte und Bedeutung der Biotechnologie Grundlagen des biotechnologischen und gentechnischen Arbeitens Fermenta0on, Pflege und Haltung von zellulären Kulturen Bioanaly0k Impfstoffe Transgene Tiere und Genpharming Genomprojekt und Gentherapie Insulin und seine gentechnologischen Modifizierungen Biopharmazie und Pharmakokine0k von Biotech- Produkten Pflanzenzellkultur Paten0erung und Zulassung

3 Pharmazeu0sche Biotechnologie (Master) Das Skript zur Vorlesung ist erhältlich unter

4 Empfohlene Literatur

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6 Defini0on Biotechnologie ist per defini1onem eine anwendungsorien1erte Wissenscha7 der Mikrobiologie und Biochemie in enger Verbindung mit technischer Chemie, Verfahrenstechnik und Apparatebau. Sie behandelt den Einsatz biologischer Prozesse bei technischen Verfahren und industrieller Produk1on.* * nach RÖMPP- Lexikon der Chemie, 1996

7 Hauptarbeitsrichtungen Ausgenommen von dieser Definition sind der Bereich Medizintechnik, die Manipulation am Erbmaterial und die Gentechnologie. Die Hauptarbeitsrichtungen liegen in den Bereichen 1. Fermentertechnik (z. B. Gewinnung von Antibiotika, Fruchtsäuren, Lebensmittelzusätzen) 2. Zellkulturtechnik (z. B. Gewinnung rekombinanter Proteine aus Mikroorganismen, Starterkulturen) 3. Enzymproduktion (z. B. Waschmittelenzyme, Lab) 4. Abwasserreinigung 5. Starterkulturen in der Lebensmittelproduktion 6. Pharmazeutische Biotechnologie

8 Was ist Pharma- Biotechnologie? Pharma- Biotechnologie ist eine anwendungs- orien1erte Wissenscha7, welche wissenscha7liche Methoden und Techniken zur Entwicklung, Prüfung und Herstellung von biotechnologischen ArzneimiKeln umfaßt. Sie steht in enger Verbindung mit Bioprozeßtechnik, Gentechnik,Analy1k, pharmazeu1scher Technologie und ArzneimiKelzulassung. (Vorschlag der EAPB e.v.) klausurrelevant

9 Forschungsfeld Pharma- Biotechnologie Genetik Gentechnologie Lebensmitteltechnologie Herstellung Food-Enrichment Mikrobiologie/ Immunologie Bakteriologie Mykologie Pharmazeutische Biologie Naturstoffchemie Naturstoffanalytik Biologie Zytologie Physiologie Zellkulturtechnik Bioverfahrenstechnik Produktionstechnik Entsorgungstechnik Produktisolierung Fermentation Ingineurwissenschaften Meß- und Regeltechnik Apparatebau Prozeßleittechnik Pharmazeutische Biotechnologie Chemische Verfahrenstechnik Aufarbeitung Reaktionskontrolle Trenntechnik Chemie Organische Chemie Physikalische Chemie Biochemie Enzymologie Molekularbiologie Pharmazeutische Biochemie Pharmazeutische Technologie Drug Targeting Drug Delivery Sterilisation/ Desinfektion Pharmazeutische Chemie Peptidchemie Analytik Wirkstoff-Design Metabolismusforschung

10 Allgemeine Betrachtungen I Nachteile biotechnologischer Verfahren für Pharma Arbeiten unter sterilen Bedingungen Schwankungen der Zusammensetzung komplexer Medien Gefahr der Ausbeutungsschwankungen bei instabilen biologischen Systemen (Standardisierung!) Einhaltung gesetzlicher Sicherheitsvorschriften Aufwendige Aufreinigungen der gewonnenen Rohprodukte Beseitigung von Bioabfallmasse Beseitigung von Fermentations- und Aufarbeitungsabwässern Mitunter ungünstige Produkt/Volumen/Zeit-Ausbeuten

11 Allgemeine Betrachtungen II Vorteile biotechnologischer Verfahren Nutzung nachwachsender Rohstoffe statt fossiler Ausgangsstoffe Verminderter Energiebedarf durch eine Prozeßführung bei Raumtemperatur und Normaldruck Verringerte Umweltbelastung durch Ausschluß aggressiver Medien Abkürzung von teilweise vielstufigen klassischen Verfahren der Chemie durch eine Fermentationsstufe mit geringer Nebenproduktbildung Biotechnologische Verfahren sind oft die einzig möglichen Herstellungswege bestimmter Produkte

12 Eckdaten der globalen Biotechnologie 2007 (in Millionen $US)

13 Umsatz mit gentechnisch hergestellten Arzneimieeln

14 Gesamtzahl der bis 2007 zugelassenen Produkte nach Wirkstoffart

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16 Gentechnisch hergestellte Arzneimieel in der Entwicklung

17 Verteilung der 151 rekombinanten therapeutischen Proteine (Stand 2009) Ferrer-Miralles et al Microbial Cell Factories 8:17, 1-8 klausurrelevant

18 Weltmarkt für rekombinante Therapeutika in Milliarden US$ 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1,2 3 7,5 42, Biotech Gesamt VFA, nach innovartis 1/99

19 Sta0s0ken zum Pharmaweltmarkt Im Internet abrufbar: BIO hep// Bio.Com hep:// Biomednet hep:// BMBF hep:// DECHEMA, Biotechnologie hep:// EAPB hep:// EFB hep:// Ernst&Young hep:// young.de oder hep:// IFPMA hep:// IMS- Health hep:// ISB hep:// s- b.org Verband forschender Arzneimieelhersteller hep://