ProfDr.OliverKayser TechnischeUniversitätDortmund ... Bio-Engineering... · Biotechnologie....
Transcript of ProfDr.OliverKayser TechnischeUniversitätDortmund ... Bio-Engineering... · Biotechnologie....
Vorlesung Pharmazeu0sche Biotechnologie
Prof Dr. Oliver Kayser Technische Universität Dortmund Technische Biochemie [email protected]‐dortmund.de
Vorlesungsplan
Teil 1 Einführung, Geschichte und Bedeutung der Biotechnologie Teil 2 Grundlagen des biotechnologischen und gentechnischen Arbeitens Teil 3 Fermenta0on, Pflege und Haltung von zellulären Kulturen Teil 4 Bioanaly0k Teil 5 Impfstoffe Teil 6 Transgene Tiere und Genpharming Teil 7 Genomprojekt und Gentherapie Teil 8 Insulin und seine gentechnologischen Modifizierungen Teil 9 Biopharmazie und Pharmakokine0k von Biotech-‐Produkten Teil 10 Pflanzenzellkultur Teil 11 Paten0erung und Zulassung
Pharmazeu0sche Biotechnologie (Master)
Das Skript zur Vorlesung ist erhältlich unter
https://ews.tu-dortmund.de
Empfohlene Literatur
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
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
Hauptarbeitsrichtungen
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.)
klau
surr
elev
ant
Forschungsfeld „Pharma-‐Biotechnologie“ Genetik • Gentechnologie
Mikrobiologie/ Immunologie • Bakteriologie • Mykologie Pharmazeutische Biologie
• Naturstoffchemie • Naturstoffanalytik
Pharmazeutische Technologie • Drug Targeting • Drug Delivery • Sterilisation/ Desinfektion
Biochemie • Enzymologie • Molekularbiologie • Pharmazeutische Biochemie
Pharmazeutische Chemie • Peptidchemie • Analytik • Wirkstoff-Design • Metabolismusforschung
Chemie • Organische Chemie • Physikalische Chemie
Ingineurwissenschaften • Meß- und Regeltechnik • Apparatebau • Prozeßleittechnik
Chemische Verfahrenstechnik • Aufarbeitung • Reaktionskontrolle • Trenntechnik
Bioverfahrenstechnik • Produktionstechnik • Entsorgungstechnik • Produktisolierung • Fermentation
Lebensmitteltechnologie • Herstellung • Food-Enrichment
Biologie • Zytologie • Physiologie • Zellkulturtechnik
Pharmazeutische Biotechnologie
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
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
Eckdaten der globalen Biotechnologie 2007 (in Millionen $US)
Umsatz mit gentechnisch hergestellten Arzneimieeln
Gesamtzahl der bis 2007 zugelassenen Produkte nach Wirkstoffart
Gentechnisch hergestellte Arzneimieel in der Entwicklung
Verteilung der 151 rekombinanten therapeutischen Proteine (Stand 2009)
Ferrer-Miralles et al. 2010 Microbial Cell Factories 8:17, 1-8 klau
surr
elev
ant
Weltmarkt für rekombinante Therapeutika in Milliarden US$
120
1,2
125
3
150
7,5
250
42,5
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
1985 1990 1995 2000
BiotechGesamt
VFA, nach innovartis 1/99
Sta0s0ken zum Pharmaweltmarkt Im Internet abrufbar:
BIO hep//www.bio.org Bio.Com hep://www.bio.com Biomednet hep://www.academicinfo.net/biotech.html BMBF hep://www.bmbf.de DECHEMA, Biotechnologie
hep://www.dechema.de EAPB hep://www.eapb.org EFB hep://www.dechema.de/ej Ernst&Young hep://www.ernst-‐young.de oder hep://www.ey.com IFPMA hep://www.pharmweb.net IMS-‐Health hep://www.imshealth.com ISB hep://www.i-‐s-‐b.org Verband forschender Arzneimieelhersteller
hep://www.vfa.de