Archive - Jul 31, 2008

Intezyne verbessert Drug Delivery mit DynaPro Plates

Um die Stabilität seiner chemisch maßgeschneiderten, neuartigen Drug Carriers zu erreichen, hat sich <a href=http://www.intezyne.com>Intezyne Technologies</a> auf den DynaPro Plate Reader von der auf Instrumente zur makromolekularen Charakterisierung spezialisierten <a href=http://www.wyatt.com>Wyatt Technology</a> entschieden. <% image name="Intezyne_Logo" %><p> Die 2004 gegründete Intezyne setzt auf zielgerichtetes Drug Delivery: Wirkstoffe sollen dabei dank spezieller Delivery-Systeme selektiv in erkrankten Regionen des Körper transportiert werden. Dabei werden Zell-spezifische Liganden auf der Oberfläche des Carriers verwendet. <% image name="Wyatt_PlateReader" %><p> Intezyne verwendet dazu ein exakt zugeschnittenes Copolymer-Design mit individuell hochspezifischen Polymeren, um die entscheidende Drug-Carrier-Stabilität zu erreichen. Die Auswirkungen der umgebenden pH-Werte, ionischer Ladungen, der Temperatur sowie der chemischen Konzentrationen auf den Trägern sind die wesentlichen Merkmale einer effektiven Target-spezifischen Therapie. Der einzige Weg, diese kritische Information zu erhalten, ist das Monitoring der Interaktionen der Drug Carrier in äußerst abgestuften Umgebungen. Das erfordert die schnellstmögliche Durchführung tausender Dynamic Light Scattering (DLS) Experimente. Dafür nutzt Intezyne nun ein DynaPro Plate Reader DLS Instrument, dessen kostengünstigere Einweg-Probenplatten individuell angefertigte Küvetten überflüssig machen. Zudem verringerte sich mit der Technologie der Aufwand für die Serum-Stabilitäts-Experimente, sodass die Forscher von Intezyne anstatt 16 h nur mehr 5 min damit zubringen müssen. Indem das individuelle, überaus beschwerliche Probenvorbereiten wegfällt, wird auch das Risiko einer Kontamination der Proben verringert. Das Format mit 96 Probenplatten hat sich für Intezyne ideal zum Pipettieren aus den unterschiedlichen Probenkonzentrationen erwiesen, Experimente mit einem breiten Spektrum an unterschiedlichen Umgebungen können so einfach durchgeführten werden – Vergleiche werden in Folge mit Wyatts Software SpectralView gemacht. Das Gerät läuft über Stunden automatisch, was dessen Einsatz in der Nacht prädestiniert. Intezyne verbessert Drug Delivery mit DynaPro Plates

Herpes Simplex-Attacke:<br>Elektronenmikroskop erlaubt neue Einblicke

Herpesviren etablieren sich nach einer Infektion lebenslang im Organismus und können immer wieder zum Ausbruch einer Krankheit führen. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried konnten nun detailliert zeigen, wie das Virus seine Wirtszelle befällt und in sie eindringt. Herpes Simplex-Attacke:<br>Elektronenmikroskop erlaubt neue Einblicke <% image name="Herpesvirus" %><p> <small> Abb.1: Kryo-Elektronentomographische Aufnahme der 3D-Struktur des Herpes-Virus. In grün sind die Glykoproteine wiedergegeben, mit denen sich das Virus an die Zelle anheftet, in dunkelblau die Proteinhülle, in orange das Tegument. Das Kapsid ist hellblau eingefärbt. Sehr deutlich ist die asymmetrische Verteilung der Proteinhülle zu erkennen. &copy; Kay Grünewald, MPI für Biochemie </small> Viren können sich nicht selbständig vermehren, sondern müssen Wirtszellen infizieren und deren Stoffwechsel umprogrammieren, damit diese viele neue Viren produzieren und freisetzen. Während einer Infektion heftet sich das Virus an die Wirtszelle an und bringt seine genetische Information (DNA oder RNA) in die Zelle. Die DNA oder RNA des Virus sorgt dafür, dass zelluläre Prozesse auf die Virusvermehrung ausgerichtet werden, wobei die Zelle selbst dabei in der Regel zugrunde geht. Das Herpes Simplex Virus-1 gehört zu einer großen Virusfamilie, die nicht nur Herpes-Bläschen am Mund hervorrufen, sondern neben Windpocken, Gürtelrose und Karzinomen für mehr als 60 verschiedene Krankheitsbilder bei Mensch oder Tier verantwortlich sind. <% image name="Herpesvirus2" %><p> <small> Abb.2: Kryo-Elektronentomographie des Infektionsvorgangs des Herpes Simplex Virus. </small> Ulrike Maurer studierte in der Gruppe um Kay Grünewald die Anheftung des Herpesvirus im Elektronenmikroskop. Die Technik der Kryo-Elektronentomographie erlaubt es, zelluläre Vorgänge als Schnappschüsse festzuhalten. Dabei werden schockgefrorene Zellen bei etwa minus 180 °C im Elektronenmikroskop untersucht. Aus einer Vielzahl von Einzelbildern können dynamische Prozesse in den Zellen auf molekularer Ebene untersucht werden. Die neuesten Ergebnisse liefern erstmalig "Live-Aufnahmen" vom Vorgang der Infektion. Zunächst studierten die Wissenschaftler die Anheftung der Viren an tierischen und menschlichen Zellen und konnten beobachten, wie die mit Proteinen bestückte Membranhülle des Virus mit der Membran der Zelle verschmilzt und den Virusinhalt in die Zelle freisetzt. Um noch genauere Studien durchführen zu können, studierten sie die Infektion an Synaptosomen - isolierten Nerven-Enden, die über Nervenzellen kommunizieren. Die dünneren Zellstrukturen der Synaptosomen ermöglichen Aufnahmen von bisher unerreichter Auflösung. <b>Der Infektionsvorgang im Detail.</b> Frühere Studien von Grünewald und seinen Kollegen klärten den Aufbau des Herpes Simplex Virus auf (Abb. 1): Die DNA ist in einem Ikosaeder-förmigen symmetrischen Kapsid eingeschlossen, das von 2 Schichten umgeben ist, dem Tegument und einer Membranhülle, auf deren Oberfläche Glykoproteine sitzen, die den Eintritt in die Wirtszelle ermöglichen. "Wir können aus der Vielzahl der einzelnen Schnappschüsse nun eindeutig den dynamischen Prozess der Infektion rekonstruieren", so Grünewald. Nach den neuesten Erkenntnissen verschmilzt die Membranhülle des Virus mit der Plasmamembran der Zelle (Abb. 2), wobei die Virusmembran mit den Glykoproteinen in die Zellmembran integriert werden. Das vom Tegument eingeschlossene Kapsid des Virus gelangt in die Zelle. Dort löst sich auch das Tegument ab und das freie Kapsid wandert zum Zellkern. Für den früher bereits beschriebenen asymmetrischen Aufbau der Proteinhüllen des Herpes Simplex Virus finden die Forscher nun ebenfalls eine Erklärung. "Wir fanden nur eine einzige offene Pore bei allen Infektionsvorgängen, die wir untersuchten und diese wurde nur gebildet an der dünnsten Stelle des Teguments, d. h. der Bereich, in dem Viruskapsid und Hüllmembran einander am nächsten sind. Wir vermuten deshalb, dass dieser Pol des Virus für die Verschmelzung wichtig ist, während der von einer dickeren Hülle umgebene Gegenpol eher für den Zusammenbau der Viren wichtig ist". <small> Ulrike E. Maurer, Beate Sodeik, and Kay Grünewald: Native 3D intermediates of membrane fusion in herpes simplex virus 1 entry. PNAS, 105(30): 10559-10564; 29. Juli 2008 </small>

Innovationen für die Kunststoffprüfung

Für den optimalen Rohstoffeinsatz: <a href=http://www.mt.com >Mettler Toledo</a> zeigt auf der Fakuma 2008 neue Lösungen für die Kunststoffprüfung. Für den Wareneingang, die Produktion und zur Bestimmung der Feuchte von Granulaten. <% image name="Mettler_Polymer_DSC_Messplatz" %><p> Das thermische Analysesystem <b>Polymer DSC</b> ist eine einfache Lösung zur effizienten Kunststoffanalytik – vom Wareneingang bis zum Fertigteil. Materialveränderungen werden damit zuverlässig erkannt, sodass eine gleichbleibende Qualität gewährleistet werden kann. Dadurch werden Material, Energie und auch Kosten eingespart. Der große Messbereich des Systems eignet sich für verschiedenste Polymertypen. Der Sensor der Polymer DSC ist aus Keramik und damit gegenüber aggressiven, flüchtigen Substanzen besonders resistent. <table> <td><% image name="Mettler_LAUDA_Praep2" %></td> <td><% image name="Mettler_LAUDA_Praep" %></td> </table> Um produktionsbedingte Schädigungen von Kunststoffteilen auszuschließen, werden spezielle Verfahren zur Bestimmung der Viskositätszahl eingesetzt. Etwas, das die Gerätereihe der <b>PVS Viskositäts-Messsysteme</b> ermöglicht. Ihre Modulbauweise ermöglicht vielfältige Erweiterungen und einen hohen Automatisierungsgrad mit maximalem Auswertekomfort. Dafür wurde in Kooperation mit Lauda ein leistungsfähiges automatisiertes Wäge- und Dosiersystem entwickelt, das sicheres Arbeiten mit giftigen Lösemitteln und sehr genaue Messwerte bei der Bestimmung der Viskositätszahl ermöglicht. <% image name="Mettler_HR83" %><p> Der <b>HR83-P Halogentrockner</b> eignet sich für die produktionsnahe Bestimmung der Feuchte an Granulaten. In seiner Ablesbarkeit und Genauigkeit wurde er im Vergleich zu anderen handelsüblichen Geräten optimiert. Damit ist er für die zuverlässige Messung von Kunststoffgranulaten prädestiniert, die üblicherweise einen sehr geringen Feuchteanteil – bis hinunter auf 100 ppm – aufweisen. Das Gerät ist robust, arbeitet schnell und lässt sich einfach bedienen. Innovationen für die Kunststoffprüfung

<small>Wenn der "Wächter des Genoms" Krebs übersieht:<br> Wirkstoff soll defekten Schutzfaktor p53 stabilisieren</small>

Eine Mutation in Position 220 der Proteinsequenz destabilisiert das als Tumorsuppressor wirkende p53-Protein - an seiner Oberfläche bildet sich eine Art Tasche. Forscher um Sir Alan Fersht haben nun eine chemische Verbindungen identifiziert, die selektiv an diese Tasche bindet und p53 stabilisiert, indem es dessen Schmelztemperatur erhöht. <small>Wenn der "Wächter des Genoms" Krebs übersieht:<br> Wirkstoff soll defekten Schutzfaktor p53 stabilisieren</small> <% image name="p53" %><p> <table> <td width="110"></td><td><small> Am Weg von einer gesunden Zelle zu einer Krebszelle müssen einige Schutzfaktoren außer Kraft gesetzt werden. Dazu gehört auch der Tumorsuppressor p53, der unkontrolliert wachsende Zellen zur Apoptose zwingen kann. Bei etwa der Hälfte der menschlichen Tumore finden sich aber fatale Veränderungen im p53-Gen. p53 kann dann seinen Aufgaben als "Wächter des Genoms" nicht mehr nachkommen. </small></td> </table> Im gesunden Körper entspricht die Zahl der neu produzierten Zellen exakt dem Bedarf. Manchmal aber schert eine Zelle trotz einer Vielzahl von Schutzmechanismen aus dem Verband aus und teilt sich ungebremst - Krebs entsteht. Dieser krankhafte Effekt zeigt aber nur Wirkung, wenn gleichzeitig ein Tumorsuppressor-Gen wie p53 geschädigt ist. "Die Zelle ist permanent der UV-Strahlung und anderen Stressfaktoren ausgesetzt, welche die DNA schädigen können", erklärt Frank Böckler vom Center for Drug Research der LMU München. "Das p53-Molekül wird dabei als Antwort auf all diese Einflüsse gesehen. Es kann nämlich - abhängig vom zellulären Umfeld - ein breites Spektrum von Genen aktivieren, deren Proteine dann verantwortlich sind für die Apoptose der Zelle. Die Proteine sind aber auch zuständig für die DNA-Reparatur und die Anti-Angiogenese. Bei jedem zweiten Tumor ist das Gen aber durch Mutationen deaktiviert. Zu den Top Ten der onkogenen Veränderungen gehört die <b>Mutation Y220C</b>. Sie kommt in etwa 75.000 neu an Krebs erkrankten Menschen pro Jahr vor und ist die häufigste Veränderung, bei der p53 durch thermodynamische Destabilisierung inaktiviert wird. Und zwar durch den Austausch eines einzigen Bausteins des Proteins. Dieser Baustein, die Aminosäure Tyrosin, wird dabei durch die sehr viel kleinere Aminosäure Cystein ersetzt. Das hat fatale Folgen: "Dadurch gehen nämlich wichtige Protein-Protein-Interaktionen verloren und es bildet sich an der Oberfläche des p53-Proteins anstatt zweier kleiner Bindungsbereiche eine Art großer Bindungstasche. Unser Ziel war, kleine wirkstoffartige Stabilisatoren zu finden, die selektiv in dieser neuen Tasche binden - denn sie ist verantwortlich für die Destabilisierung und damit letztlich für die Deaktivierung von p53", so Böckler. Dazu überprüften sie durch "virtuelles High-Throughput-Screening", also die computerbasierte Evaluierung von Strukturdatenbanken, mehr als 2,7 Mio kommerziell verfügbare Verbindungen auf ihre Fähigkeit, in der Tasche des mutierten p53 zu binden. Dabei konnten sie 80 besonders viel versprechende Substanzen identifizieren, die dann eingehend getestet wurden. Mit Erfolg: Eine Substanz entpuppte sich als besonders effektiv und konnte durch Änderungen in ihrer Struktur noch wirkungsvoller gemacht werden. Das daraus resultierende Molekül <b>PhiKan083</b> ist aufgrund seines geringen Molekulargewichts sehr gut geeignet als Leitstruktur, die durch chemische Veränderungen nun zu einem Wirkstoff weiterentwickelt werden soll. "Essenziell ist dabei, dass das Molekül mit zunehmender Konzentration den Schmelzpunkt des mutierten p53 erhöht und auch die Geschwindigkeit, mit der das Protein bei Körpertemperatur entfaltet, deutlich verlangsamt." Nun wollen Böckler und Fersht das Molekül in München und Cambridge weiter entwickeln. Die Kristallstruktur von PhiKan083 mit der betroffenen Domäne des mutierten p53 konnte bereits ermittelt werden - es ist die erste Kristallstruktur, die jemals von p53 oder einer p53-Mutante mit einem wirkstoffartigen Molekül gemacht wurde. <small> "Targeted rescue of a destabilized mutant of p53 by an in silico screened drug", Frank M. Böckler et. al. PNAS, 30. Juli 2008 </small>

BASF baut Pflanzenschutzmittel-Produktion aus

<a href=http://www.agro.basf.com>BASF Crop Protection</a> plant eine Investition von mehr als 150 Mio € in erweiterte Produktionskapazitäten, um damit in den kommenden Jahren die steigende Nachfrage für seine wichtigsten Pflanzenschutzmittel decken zu können. <% image name="BASF_Tank" %><p> In einem auf 2 Jahre ausgelegten Expansionsprojekt werden die Kapazitäten in den Produktionsanlagen in Deutschland, Frankreich, Brasilien und den USA aufgestockt, wo die umsatzstarken Wirkstoffe wie F 500, Boscalid, Fipronil und Metazachlor hergestellt werden. Das Invest wird zusätzlich zu einer Basisinvestition von etwa 90 Mio € im Jahr 2008 getätigt, welche die Errichtung einer Produktionsanlage für das neue Blockbuster-Herbizid Kixor beinhaltet. <% image name="BASF_Pflanzenschutz" %><p> "Die Landwirte versuchen, von den momentan hohen Preisen für landwirtschaftliche Produkte zu profitieren", erläutert Michael Heinz, Leiter des Unternehmensbereichs Crop Protection bei BASF. "Das bedeutet, sie setzen vermehrt innovative Pflanzenschutzmitteln ein, um aus jedem Hektar Land ein Maximum an Ertrag zu erwirtschaften." Der Großteil der erweiterten Produktionskapazitäten wird bis spätestens 2010 zur Verfügung stehen. Die Produkte mit diesen Wirkstoffen zeigen in der Praxis eine hervorragende Wirksamkeit. Darunter sind 2 neue Wirkstoffe aus der BASF-Forschung, F 500 und Boscalid. F 500 hilft den Landwirten, wichtige Pflanzenkrankheiten in mehr als 100 Anbaukulturen wirksam zu bekämpfen und ermöglicht es ihnen darüber hinaus, bei Anbaufrüchten wie Mais oder Sojabohnen eine zusätzliche Ertragssteigerung von etwa 10 % zu erzielen. Das Fungizid Boscalid, ursprünglich für schnell wachsende Sonderkulturen wie Obst und Gemüse entwickelt, wird inzwischen auch erfolgreich bei Getreide und Ölsaaten eingesetzt. Das Spitzenumsatzpotenzial der beiden neuen Wirkstoffe beträgt mehr als 700 Mio €. <small> Die BASF geht davon aus, dass der Bedarf an landwirtschaftlichen Erzeugnissen auch weiterhin ansteigen wird – angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung, des Klimawandels, der vermehrten Nachfrage nach Fleischprodukten in den Schwellenländern und des Einsatzes von erneuerbaren Rohstoffen. </small> BASF baut Pflanzenschutzmittel-Produktion aus

Zeta Freeze: Sicherer Transport für Biopharmaka

Für die hochempfindlichen Produkte der Biopharmazie ist ein sicherer Transport nur dann gewährleistet, wenn sie in gefrorenem Zustand vorliegen. Dafür bietet <a href=http://www.christwater.com>Zeta</a> mit seinem System "Freeze & Thaw" eine neue Lösung an. Zeta Freeze: Sicherer Transport für Biopharmaka <% image name="Zeta_Freeze" %><p> <small> Zeta Freeze & Thaw: Garantiert den sicheren Transport von Biopharma-Produkten. </small> Zur Anlage gehören der FreezeController sowie der FreezeContainer. Die Kontrolleinheit regelt, überwacht und dokumentiert die Prozesse für das Einfrieren und Auftauen der Substanzen. Zudem kann sie durch die Parametrierung einzelner Rezepte auch das Reinigen und Sanitisieren (CIP/SIP) der Container, die zum Transport verwendet werden, lenken. Integraler Bestandteil der Steuerungs- und Kontrolleinheit des FreezeController ist das Expansions- bzw. Vorlagegefäß, das mit Silikonöl als Wärmeträgermedium gefüllt ist. Die prozesstechnisch angesteuerten Armaturen und Ventile ermöglichen ein Leerblasen von Doppelmantel und Kühlschlange sowie das Vortemperieren der FreezeContainer. Gesteuert und bedient wird das System über eine Siemens S7 SPS und eine WinCC SCADA Visualisierung. Freeze & Thaw entspricht allen Vorgaben von GMP, FDA und GAMP5.