生物反应器模块的活性物质共享生产工作

植物产生许多可用于治疗癌症，阿尔茨海默氏症或帕金森病的物质。然而，通常，获得目标物质的代谢途径非常复杂，以至于其生物技术生产几乎没有效果并且非常昂贵。KIT的科学家现在将他们的专业知识与Phyton Biotech GmbH的技术知识相结合，Phyton Biotech GmbH是最大的植物细胞制药成分生产商。在由耦合模块组成的微流体生物反应器的帮助下，科学家在技术上复制复杂的植物组织，以更低的成本更有效地生产抗癌或阿尔茨海默病的活性物质。

据最新估计，植物形成约一百万种化学物质，即所谓的次生代谢产物。与氨基酸或糖不同，这些次级代谢产物并不重要。然而，这一大量植物产品含有真正的药物活性物质，可抑制癌细胞的生长或减少大脑中阿尔茨海默氏症典型斑块的形成。

许多这些有价值的成分不能合成生产。通常，它们必须直接从野生植物中提取并以高成本加工。此外，许多这些植物是罕见的和濒临灭绝的：例如，紫杉醇抑制癌细胞的发现使太平洋紫杉到了灭绝的边缘。“因此，生产相应活性物质的生物技术方法备受关注，”KIT植物研究所分子细胞生物学教授Peter Nick说。

通常，潜在的代谢途径非常复杂。在天然植物中，感兴趣的物质主要是具有许多转化的中间产物的长链步骤的产物。为此目的所需的化学过程不一定发生在单个植物细胞中，而是发生在从根到叶的植物组织中发现的几种特化细胞类型中。多年前，Phyton证明，基于植物的医疗物质，如紫杉醇，也可以用最少的资源生产，并通过实验室中植物细胞的培养可持续地生产。

“然而，某些物质既不能在简单的细胞培养中生产，也不能在基因工程操纵的微生物中生产，因为代谢途径过于复杂，”彼得尼克说。“在一个新研究项目的框架内，我们现在想要使用所谓的微流体生物反应器在技术上复制具有各种细胞类型的植物组织。它由几个模块组成，每个模块中培养一种细胞类型。模块通过然后，一种细胞类型的代谢产物进入下一个模块进行进一步处理，而不混合不同的细胞类型。最后，可以从流中提取目标物质，从而“收获”。

该项目由Jülich项目管理机构(PtJ)管理，由联邦教育和研究部资助750,000欧元，为期两年。项目合作伙伴是植物研究所和微结构技术研究所(KIT)和Phyton Biotech GmbH公司。这三个合作伙伴共同拥有该项目所需的专业知识。植物研究所贡献其植物细胞培养的分子细胞生物学知识。微结构技术研究所的Andreas Guber教授和Ralf Ahrens博士负责微流体生物反应器的部分组件的开发和制造，微型组装以及与功能系统的互连。

“与KIT专家的合作将使我们能够达到通过受控栽培生产的植物细胞的新水平，”Phyton研究和开发总监Gilbert Gorr博士说。“我们的共同目标是进一步开发天然物质，到目前为止，这些天然物质只能在很大的困难和高成本下生产。”

Phyton Biotech通过植物细胞发酵(PCF)生产高品质的活性药物成分，是紫杉醇和多西紫杉醇的全球供应商。该公司已被EDQM，EMA，FDA，KFDA和TGA等权威机构成功检查过。除生产外，Phyton还为客户提供开发服务。这些包括植物细胞系的发育和植物成分的发酵过程以及复杂物质合成过程的发展。